Question

【题目】某化学小组欲进行如下实验探究金属与浓硫酸反应。试回答下列问题。

（1）利用上图装置研究铜与浓硫酸反应，反应化学方程式为_________； B装置的目的是______；x溶液为___________。

（2）将上述实验中的铜改为黄铜(铜锌合金)，实验后阶段可观察到倒立漏斗边缘有气体冒出，且越来越快。该气体可能为____，气体产生越来越快的原因可能是_____(答一点即可)。

验证该气体的实验方案如下：

①装置连接顺序:x→_________；

②能证明上述假设成立的实验现象是__________。

Answer 1

【答案】Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O 检验产物SO2 NaOH溶液(其他合理答案均可) H2 反应后期，c（H+)增大，与Zn反应生成H2速率加快；黄铜为铜锌合金，与硫酸形成原电池，产生H2速率加快；反应放热 c→d→e→f→a→b→g E中(硬质玻璃管)黑色粉末变红，H中(球形干燥管)固体由白色变为蓝色

【解析】

（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；二氧化硫能使品红褪色；二氧化硫属于酸性氧化物且有毒，需进行尾气处理，C装置的作用吸收尾气，防止污染环境，倒扣的漏斗防倒吸；

（2）实验的后阶段，由于浓硫酸反应变成稀硫酸，黄铜中Zn和稀硫酸反应生成氢气；反应后期，产生气体越来越快的可能原因是：浓硫酸变为稀硫酸，c（H+)增大，与Zn反应生成H2速率加快；黄铜为铜锌合金，与硫酸形成原电池，产生H2速率加快；反应放热。

①要验证气态产物中含H2，利用H2具有还原性，与灼热的CuO反应生成H2O，用无水硫酸铜检验生成的H2O；由于生成的气态产物中含SO2和H2O（g），所以验证H2之前要将气体依次通过盛有NaOH溶液、浓硫酸的洗气瓶除去SO2、H2O（g），据此分析装置的连接顺序；

②能证明上述假设成立的实验现象是E中固体由黑色变红色，H中固体白色变蓝色。

（1）装置A中，Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成CuSO4、SO2和H2O，发生的反应为：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O，二氧化硫能使品红褪色，B装置的作用：检验产物SO2；二氧化硫属于酸性氧化物且有毒，不能直接排空，可以用碱性溶液吸收，C中可以盛放氢氧化钠溶液吸收SO2，倒扣的漏斗因漏斗部分口径大，能起缓冲作用防倒吸；

（2）实验的后阶段，由于浓硫酸反应变成稀硫酸，黄铜中Zn和稀硫酸反应生成氢气，所以倒立的漏斗边沿有气体冒出，该气体可能为H2；反应后期，产生H2越来越快的可能原因是：浓硫酸变为稀硫酸，电离程度增大，c（H+)增大，与Zn反应生成H2速率加快；黄铜为铜锌合金，与硫酸形成原电池，产生H2速率加快；反应放热；

①由于生成的气态产物中含SO2和H2O（g），所以验证H2之前要将气体依次通过盛有NaOH溶液、浓硫酸的洗气瓶除去SO2、H2O（g），所以装置连接顺序为x→c→d→e→f；氢气具有还原性，能将黑色的氧化铜粉末还原为红色Cu，水蒸气能使无水硫酸铜变蓝色；若有氢气生成，E中固体由黑色变红色，H中固体白色变蓝色，所以装置连接顺序为x→c→d→e→f→a→b→g；

②氢气具有还原性，能将黑色的氧化铜粉末还原为红色Cu，若有氢气生成，E中固体由黑色变红色，水蒸气能使无水硫酸铜变蓝色，H中固体白色变蓝色。