题目内容

(18分)某校化学兴趣小组为研究Cu与浓硫酸反应并制备少量硫酸铜,进行如下实验。
该小组同学在实验中发现使用教材所提供的铜和浓硫酸反应的实验装置不仅安全性差而且易造成环境污染。经过同学们的讨论以及老师的指导,该小组设计了如图所示的装置并进行实验。

请回答:
(1)请写出长导管B的作用                                       (只写一点就可);
(2)写出检查该装置气密性的方法                                              
(3)D、E试管中CCl4的作用                   
(4)写出A中发生反应的化学方程式并标出电子转移的方向与数目                  
                                                  
(5)对试管A进行加热,发现E试管中有气泡逸出,品红溶液很快褪色,但最终未见D试管中氢氧化钡溶液出现浑浊,为探究D试管中未出现浑浊的原因,该小组同学在化学手册中只查阅到下列物质常温下的溶解度数据:
物质
溶解度(g/100水)
物质
溶解度(g/100水)
Ca(OH)2
0.173
Ba(OH)2
3.89
CaCO3
0.0013
BaSO3
0.016
Ca(HCO32
16.60
 
 
请你应用类比研究方法帮他们预测D试管未出现浑浊的原因:                 
(6)为验证D试管中溶液的组成,进行了下列实验,请你帮助完成下列实验报告:
实验方案
现象
方案1:取少量溶液于试管中,加入稀盐酸,加热,用检验产生的气体。
               
方案2:取少量溶液于试管中,加入③       溶液并观察现象。
              
(18分)(1)平衡压强,防止C中液体倒吸或防堵塞或反应结束通入N2排出SO2,防污染          (只写一点就可);
(2)在A、E中分别加入适量的水至浸没导气管,如图连好装置,微热试管A ,若E中有气泡出现,且停止加热后E中导气管中有一段水柱,则气密性良好。
(3)防倒吸 (4) (或双线桥法)
(5)生成了溶解度较大的Ba(HSO3)2(6)(答案合理即给分)
① 湿润的品红试纸   ②试管中有气泡产生,品红试纸褪色 ③ NaOH溶液  ④溶液变浑浊  
)(1)根据装置图可知B的主要有平衡压强,防止C中液体倒吸或防堵塞或反应结束通入N2排出SO2,防污染。
(2)根据装置的特点可知,检查该装置气密性的方法是在A、E中分别加入适量的水至浸没导气管,如图连好装置,微热试管A ,若E中有气泡出现,且停止加热后E中导气管中有一段水柱,则气密性良好。
(3)由于SO2易溶于水,而难溶在四氯化碳中,且四氯化碳被溶于水,所以主要可以防止倒吸。
(4)浓硫酸和铜的反应中,硫酸是氧化剂,铜是还原剂,转移2个电子,所以反应的方程式是
(5)根据已知碳酸钙和碳酸氢钙的溶解度可知,应该是生成了溶解度较大的Ba(HSO3)2,所以得不到白色沉淀亚硫酸钡。
(6)亚硫酸盐和盐酸反应生成SO2,所以检验的方法是用湿润的品红试纸,现象是试管中有气泡产生,品红试纸褪色;亚硫酸钡能和氢氧化钠反应生成白色沉淀亚硫酸钡,所以加入的试剂是氢氧化钠溶液,而现象是溶液变浑浊。
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(16分)面粉增白剂主要包括过氧化苯甲酰(俗称面粉增白剂)和过氧化钙两种物质。其中过氧化钙(CaO2)在日常生活和工农业生产中还常用于种子消毒、药物制造、油脂漂白及鱼池增氧等,还可以作为高温氧化剂。已知:过氧化钙与CO2反应有气体生成,而将SO2通入过氧化钙粉末中也有气体生成。有人提出CO2、SO2与过氧化钙的反应原理相同,但也有人提出SO2具有较强的还原性,CO2无强还原性,反应原理不相同。据此设计如下实验操作进行判断。
实验一:通过测量气体的体积判断发生的化学反应,实验装置如下:

(1)试剂A可以选用________,试剂B的作用是________。
(2)装置E用于测定氧气的体积,请在方框中画出装置图。
(3)实验测得装置C中过氧化钙质量增加了m1 g,装置D质量增加了m2 g,装置E中收集到的气体为V L(已换算成标准状况下),用上述有关测量数据判断,SO2未被氧化、部分被氧化、完全被氧化的V——m1关系式。
未被氧化:____________,部分被氧化:____________,
完全被氧化:____________。
若SO2完全被氧化,写出反应的化学方程式:___________________________。
实验二:向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO2,取反应后的固体进行实验探究,以证明过氧化物与SO2反应的特点。
提出假设:
假设1:反应后固体只有________,证明SO2未被氧化;
假设2:反应后固体中只有________,证明SO2完全被氧化;
假设3:________________________________________________________。
实验探究:
(4)设计实验,证明假设3是正确的,简要回答实验过程、现象和结论:______
_____________________________________________________________。
实验评价:
(5)实验过程中SO2的通入量直接影响探究实验结果的科学性,请简要说明原因:___________________________________________________________。
(15分)某学校课外活动小组针对教材中铜与浓硫酸反应,提出了“能够与铜反应的硫酸的最低浓度是多少?”的探究课题,并设计了如下方案进行实验:实验试剂:18mol/L硫酸20mL,纯铜粉足量,足量2mol/LNaOH溶液。
请根据实验回答问题:
(1)首先根据下图所示,组装实验装置,并在加入试剂前先进行              操作。

(2)烧杯中用NaOH溶液吸收的物质是     
(填化学式),利用倒置的漏斗而不是将导气管直接伸入烧杯中的目的是:         。
(3)加热烧瓶20分钟,烧瓶中发生反应的化学方程式是:              。待烧瓶中反应基本结束,撤去酒精灯,利用烧瓶中的余热使反应进行完全。然后由导管a通入足量的空气,以确保烧瓶中的SO2气体全部进入烧杯中。在该实验装置中的          (填仪器名称)起到了确保硫酸溶液体积保持不变的作用。
(4)将充分反应后的烧杯取下,向其中加入足量的双氧水,再加入足量的BaCl2溶液,再进行         、                 后称量固体的质量为13.98g,请计算能与铜反应的硫酸的最低浓度是         。
(5)有同学提出在上面⑷中可以不必加入双氧水,直接进行后面的实验,也能得到准确的数据,请结合你的理解分析      (填“需要”或“不需要”)加入双氧水,说明原因:                

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