Question

某同学为探究铜跟浓硫酸的反应情况，并收集一瓶SO₂气体，设计了如右下图所示装置．实验中他们取6.4g铜片与12mL 18mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中加热，直到反应完毕仍发现烧瓶中有铜剩余．
（1）请写出烧瓶里发生的化学反应方程式：

 

．
（2）为了收集一瓶SO₂气体，请在答题卡的集气瓶处将导气管补画完整．为防止空气污染，图中烧杯中的试剂a是

 

（写化学式）溶液．
（3）该同学认为铜片未完全溶解，则瓶中可能还有一定量的硫酸剩余，其原因是

 

．
（4）如果将SO₂气体分别通入下列溶液中：
①品红溶液，现象是

 

；
②溴水溶液，现象是

 

；
③硫化钠溶液，现象是

 

．

Answer 1

分析：（1）铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，据此写出反应的化学方程式；
（2）依据实验产生的气体是二氧化硫及二氧化硫的密度大小，确定收集实验中产生的气体的装置中导气管的位置；
（3）从浓硫酸随着反应进行浓度变稀，铜不和稀硫酸发生反应分析；
（4）①二氧化硫具有漂白性，能够使品红溶液褪色；
②二氧化硫具有还原性，能够与溴发生氧化还原反应，导致溴水褪色；
③二氧化硫具有氧化性，能够与氯化钠反应生成淡黄色的硫单质，溶液变浑浊．

解答：解：（1）铜跟浓硫酸反应的化学方程式注意加热条件，反应的化学方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+2H₂O+SO₂↑，
故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；
（2）铜跟浓硫酸反应生成了二氧化硫气体，二氧化硫比空气重，可以用向上排气法收集，所以装置中的导气管应长进短出，装置图为：；二氧化硫有毒，能够污染大气，所以二氧化硫尾气需要使用氢氧化钠溶液吸收，
故答案为：；NaOH；
（3）6.4g铜片和12ml 18mol?L^-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，依据化学反应方程式的定量关系可知，0.1mol铜与含2.16mol硫酸的浓硫酸反应，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，说明一定剩余酸，这是因为浓硫酸随着反应进行，浓度变小成为稀硫酸，不再和铜发生反应，所以有一定量的余酸但未能使用铜片完全溶解；
故答案为：反应过程中H₂SO₄被不断消耗，且生成的水逐渐增多，使浓硫酸浓度变稀后就不再与铜片反应；
（4）①二氧化硫通入品红溶液中，由于二氧化硫具有漂白性，所以品红溶液褪色，
故答案为：溶液褪色；
 ②二氧化硫具有还原性，能够被溴水氧化，同时溴水褪色，
故答案为：溶液褪色；
③将二氧化硫通入氯化钠溶液中，二氧化硫与硫离子反应生成浅黄色的硫单质，溶液变浑浊，
故答案为：有浅黄色沉淀（或溶液变浑浊）．

点评：本题考查了浓硫酸的性质、二氧化硫的性质及检验，题目难度中等，注意熟练掌握浓硫酸的化学性质、二氧化硫的检验方法，能够正确书写出浓硫酸与碳、铜反应的 化学方程式．