题目内容

18.探究铜与浓硫酸反应的装置如图所示.试验中观察到:A中有白雾产生,铜片表面变黑并附着有细小黑色颗粒物;B中有白色沉淀物生成.

请回答下列问
(1)证明有SO2生成的现象是品红溶液褪色.
(2)写出铜与浓硫酸反应的化学方程式Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O.
(3)反应结束后,为检验A中有CuSO4生成,实验操作是:熄灭酒精灯并使A中溶液冷却到室温,将A中溶液缓慢地加入到装有水的烧杯中,并不断搅拌,溶液呈蓝色.
(4)关于试管B中有白色沉淀生成的解释,不合理的是C.
A.硫酸分解生成了SO3 B.硫酸在温度高时挥发      C.SO2与氯化钡溶液反应生成BaSO3
(5)为证明附着在铜片上的黑色物质含有硫元素,将洗涤后含黑色物质的铜片,用足量浓硝酸溶解后,还应选用的试剂是BaCl2溶液(填化学式).
(6)若反应结束时3.2g铜丝完全溶解,用中和滴定法测定剩余硫酸的物质的量.将A中残余液稀释至1000mL,所需要的仪器有烧杯、玻璃棒、1000mL容量瓶、胶头滴管;若以NaOH溶液为试剂,以酚酞为指示剂,将使测定结果偏高(“偏高”、“偏低”、“无影响”).(已知:酚酞变色范围pH=8.0~10.0,Ksp[Cu(OH)2]=5.0×10-20

分析 (1)二氧化硫具有漂白性,能使品红褪色;
(2)浓硫酸具有强氧化性,在加热条件下与铜发生氧化还原反应生成硫酸铜、二氧化硫和水;
(3)硫酸铜溶于水溶液显蓝色;
(4)酸性条件下,SO2与氯化钡溶液不反应;
(5)黑色物质含有硫元素,加硝酸溶解会生成硫酸根,根据检验硫酸根的方法分析;
(6)根据溶液配制的操作分析;3.2g铜丝完全溶解,溶液中铜离子的物质的量为0.05mol,配成1L溶液,则铜离子浓度为0.05mol/L,根据Ksp[Cu(OH)2]计算生成沉淀时溶液中氢氧根离子的浓度,根据酚酞变色范围pH=8.0~10.0判断是否有氢氧化铜沉淀,再分析测定结果的误差.

解答 解:(1)二氧化硫具有漂白性,能使品红褪色,当C中品红溶液褪色,说明反应中生成二氧化硫,故答案为:品红溶液褪色;
(2)浓硫酸具有强氧化性,在加热条件下与铜发生氧化还原反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,其反应的方程式为:Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O,
故答案为:Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O;
(3)硫酸铜溶于水溶液显蓝色,要检验生成物中有硫酸铜,则熄灭酒精灯并使A中溶液冷却到室温,将A中溶液缓慢地加入到装有水的烧杯中,并不断搅拌,溶液呈蓝色;
故答案为:将A中溶液缓慢地加入到装有水的烧杯中,并不断搅拌,溶液呈蓝色;
(4)酸性条件下,SO2与氯化钡溶液不反应,所以B中出现变白色沉淀不可能是SO2与氯化钡溶液反应生成BaSO3
故答案为:C;
(5)黑色物质含有硫元素,加硝酸溶解会生成硫酸根,检验硫酸根的试剂一般用BaCl2溶液;
故答案为:BaCl2溶液;
(6)配制1000mL溶液需要烧杯、玻璃棒、1000mL容量瓶、胶头滴管;3.2g铜丝完全溶解,溶液中铜离子的物质的量为0.05mol,配成1L溶液,则铜离子浓度为0.05mol/L,Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)×c2(OH-),c(OH-)=$\sqrt{\frac{5.0×1{0}^{-20}}{0.05}}$=10-9mol/L,则pH=9时会有氢氧化铜沉淀生成,已知酚酞变色范围pH=8.0~10.0,所以在滴定终点时会有氢氧化铜沉淀生成,则滴定时消耗的氢氧化钠的体积偏大,所以测得结果偏高;
故答案为:1000mL容量瓶、胶头滴管;偏高.

点评 本题综合考查性实验设计、物质组成的探究实验设计,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,为高考常见题型,难度中等,注意把握相关物质的性质以及实验原理.

练习册系列答案
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3.H2O2、NH3都是用途广泛的工业产品.
I.某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响.在常温下按照以下方案完成实验.
实验编号反应物催化剂
10mL2% H2O2溶液
10mL5% H2O2溶液
10mL5% H2O2溶液1mL0.1mol•L-1FeCl3溶液
10mL5% H2O2溶液+少量HCl溶液1mL0.1mol•L-1FeCl3溶液
10mL5% H2O2溶液+少量NaOH溶液1mL0.1mol•L-1FeCl3溶液
(1)实验①和②的目的是探究浓度对反应速率的影响.
(2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图1.分析图1能够得出的实验结论是碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率.
(3)加入0.1g MnO2粉末于50mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图2所示.反应速率变化的原因是H2O2溶液的浓度逐渐减小,则H2O2的初始物质的量浓度为0.11mol/L(保留两位有效数字).
Ⅱ.(1)工业上用N2和H2合成氨.已知:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-a kJ•mol-1
2H2O(1)?2H2(g)+O2(g)△H=+b kJ•mol-1
则NH3被O2氧化为N2和H2O的热化学方程式为4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1)△H=(2a-3b)kJ•mol-1
(2)NH3能被H2O2氧化生成无毒气体和水.
①此反应可设计原电池,在碱性条件下负极的电极反应方程式为2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O.
②利用上述原电池,用惰性电极电解l00mL 0.5mol•L-1的CuSO4溶液,电解反应的离子方程式为2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu↓+O2↑+4H+

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