题目内容
为探究铜与浓硫酸的反应,甲、乙两同学分别设计了图1、图2所示装置,将足量铜和10 mL 18 mol·L-1浓硫酸共热,直到无气体生成为止(假定反应前后试管中溶液的体积不变)。
图1 图2
(1)比较两实验装置,图2装置的优点是:① ;② 。
(2)①甲根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。甲认为硫酸剩余的理论依据是 。
②下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有硫酸剩余的是_______。(选填编号)
A.过量铁粉 | B.氯化钡溶液 | C.银粉 | D.碳酸氢钠溶液 |
(4)为定量测定当剩余硫酸浓度不大于何值时,铜与硫酸就不能反应,甲、乙两位同学进行了如下设计:
①甲方案:将产生的气体缓缓通过预先称量过的盛有 的干燥管,反应结束后再次称量,干燥管质量增加m g。其余酸浓度为 mol·L-1。
②乙方案:分离出反应后的溶液并加蒸馏水稀释至1 000 mL,取20.00 mL于锥形瓶中,滴入2~3滴 ,(选填“酚酞”、“甲基橙”)用0.1000mol·L-1标准NaOH溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5),用去NaOH溶液V mL。其余酸浓度为 mol·L-1。
③甲、乙两方案比较,你认为误差较大的是 ,理由是 。
(1)①能更好地吸收有毒气体SO2,防止其污染环境
②停止加热时,能防止倒吸或平衡压强
③通过铜丝的上下抽动可以控制反应的发生和停止 。
(2)①随着反应的进行,浓硫酸会变成稀硫酸,而稀硫酸不与铜反应。
②A D
(3)从导管口向A中大量鼓气 。
(4)①碱石灰; [18-25m/8] 。
②甲基橙; 0.25v 。
③甲; 被碱石灰吸收的除了SO2外还有水蒸气,导致SO2的质量偏大,计算出的余酸浓度偏小。
解析试题分析:
(1)比较两实验装置,图2装置的优点是:①通过铜丝的上下抽动可以使反应随时发生,也可以是反应随时停止,这样就可以控制化学反应的进行;②用品红溶液检验后用NaOH来吸收SO2,可以减少有毒气体的排放,更环保。③由于在图2装置中有一根玻璃导管。当停止加热时,它能平衡压强,这样就可以防止倒吸现象的发生。
(2)①Cu与浓硫酸发生反应:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O随着反应的进行,浓硫酸会变成稀硫酸,而稀硫酸不与铜反应。因此还有一定量的硫酸剩余。②A、若有硫酸剩余,则加入Fe粉时会发生反应:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。冒气泡。正确。B.无论是否有硫酸剩余,在溶液中都含有SO42-,加入氯化钡溶液时发生反应:Ba2++ SO42-=BaSO4↓。产生白色沉淀。错误。C. 在金属活动性顺序表中Ag在H的后面,不能把酸中的H置换出来。错误。D.酸性H2SO4 >H2CO3,所以加入碳酸氢钠溶液时发生反应H2SO4+ 2NaHCO3=Na2SO4+2H2O+2CO2↑。冒气泡。正确。故正确选项为A 、D。
(3)乙在拆除图2装置前,不打开胶塞,为使装置中的残留气体完全被吸收,应当采取的操作是从导管口向A中大量鼓气 。
(4)①由于SO2是酸性气体,能与碱发生反应,所以在甲方案:将产生的气体缓缓通过预先称量过的盛有碱石灰的干燥管,反应结束后再次称量,干燥管质量增加m g。n(SO2)=(64/m)mol,反应消耗的硫酸的物质的量为(32/m)mol.剩余的硫酸物质的量浓度为{18×10-2mol-(32/m)mol}÷10-2L=(18-25m/8)mol/L。
②乙方案:由于氢氧化铜开始沉淀的pH约为5甲基橙的变色范围为3.1~4.4.酚酞的变色范围是8.2~10.所以为了减少实验误差,在酸碱中和滴定时选择的指示剂为甲基橙。此时只发生酸碱中和反应。取20.00 mL稀释后的溶液。用0.1000mol/L标准NaOH溶液进行滴定用去NaOH溶液V mL。n(NaOH)= V×10-4mol.剩余硫酸的物质的量为n(H2SO4)= 5V×10-5mol,所以其余酸浓度为(1 000 mL÷20.00 mL) 5V×10-5mol ÷0.01L=0.25v mol/L。
③甲、乙两方案比较,误差较大的是甲;因为该反应发生时产生的SO2气体中含有水蒸气,被碱石灰吸收的除了SO2外还有水蒸气,导致SO2的质量偏大,则计算出的余酸浓度偏小。
考点:考查铜与浓硫酸的反应方案的评价、实验操作、误差分析、酸碱中和滴定的指示剂的选择、计算等。

(12分)某研究小组欲探究SO2的化学性质,设计了如下实验方案。
(1)在B中检验SO2的氧化性,则B中所盛试剂可为________。
(2)在C中装FeCl3溶液,检验SO2的还原性,则C中反应的离子方程式为__________________________。
(3)在D中装新制漂白粉浓溶液。通入SO2一段时间后,D中出现了大量白色沉淀。同学们对白色沉淀成分进行了探究。请回答下列问题:
限选的仪器和试剂:过滤装置、试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、0.5 mol·L-1盐酸、0.5 mol·L-1H2SO4溶液、0.5 mol·L-1BaCl2溶液、品红溶液、新制澄清石灰水。
(ⅰ)假设一:该白色沉淀为CaSO3;
假设二:该白色沉淀为________;
假设三:该白色沉淀为上述两种物质的混合物。
(ⅱ)基于假设一,填写下表:
实验操作 | 预期现象和结论 |
将D中沉淀过滤,洗涤干净备用 | |
用另一干净试管取少量沉淀样品,加入 ______ | __________ |
__________________________________________________。
某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究:
操作 | 现象 |
取适量漂粉精固体,加入100mL水 | 部分固体溶解,溶液略有颜色 |
过滤,测漂粉精溶液的pH | pH试纸先变蓝,后褪色 |
![]() | 液面上方出现白雾; 稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色; 稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去 |
(1)写出C12和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式 ;
(2)向水中持续通入SO2,未观察到白雾。推测现象i的白雾由HCl小液滴形成,进行如下实验:
a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化;
b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀。
①实验a目的是 ;
②由实验a、b不能判断白雾中含有HC1,理由是 ;
(3)将A瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀X
①向沉淀X中加入稀HC1,无明显变化。取上层清液,加入BaC12溶液,产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是 ;
②用离子方程式解释现象iii中黄绿色褪去的原因: 。
(4)测定漂粉精有效成分的质量分数。称取2.000 g漂粉精于锥形瓶中,加水溶解,调节溶液的pH,以淀粉为指示剂,用0.2000 mol·L-1 KI溶液进行滴定,溶液出现稳定浅蓝色时为滴定终点。反应原理为:3C1O-+ I- ="=" 3C1-+ IO3-
IO3- + 5I-+ 3H2O ="=" 6OH-+ 3I2
实验测得数据如下表所示。
滴定次数 | 1 | 2 | 3 |
KI溶液体积/mL | 19.98 | 20.02 | 20.00 |
该漂白粉中有效成分的质量分数为 。