Question

【题目】某同学设计下列实验，来研究硫酸和硝酸的性质．
实验一：如图1，在一支试管中放入一块很小的铜片，再加入2mL浓硫酸，然后把试管固定在铁架台上．把一小条蘸有品红溶液的滤纸放入带有单孔橡皮塞的玻璃管中．塞紧试管口，在玻璃管口处缠放一团蘸有Na2CO3溶液的棉花．给试管加热，观察现象．当试管中的液体逐渐透明时，停止加热．待试管中的液体冷却后，将试管中的液体慢慢倒入另一支盛有少量水的试管中，观察现象．

回答下列问题：
（1）a处反应的化学方程式为 ， 计算放出112mL气体（标准状况），转移电子的物质的量为 ．
（2）试管中的液体反应一段时间后，b处滤纸条的变化为 ．
待试管中反应停止后，给玻璃管放有蘸过品红溶液的滤纸处微微加热，滤纸条的变化为 ．
（3）实验二：为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，某同学设计了一个实验，其装置如图2所示（加热装置和固定装置均已略去）．A为注射器，B为两端长短不等的U形管，C是装有NaOH溶液的烧杯，D处是绕成螺旋状的铜丝，K1、K2是止水夹．
（实验时，为在D处收集到NO，以便观察颜色，必须事先在A中吸入一定量的空气．然后K1（“关闭”或“打开”），从U形管左端注入稀硝酸，当看到现象可以确定U形管中空气已被赶尽．
（4）然后给装置B微微加热，在装置D处产生无色气体，其反应的离子方程式为： ．
（5）如何证明D处聚集的是NO而不是H2？ ．

Answer 1

【答案】
（1）Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+2H2O；0.01 mol
（2）蘸有品红溶液的滤纸条褪色；滤纸变红
（3）关闭；U形管右端稀硝酸接触胶塞
（4）3Cu+8H++2NO3﹣═3Cu2++2NO↑+4H2O
（5）打开止水夹K1 ， 把注射器中的空气压入U形管中，若观察到D处气体变红棕色，则证明收集的是NO，而不是H2
【解析】解：实验一：（1）浓硫酸具有强氧化性，能和铜反应，被铜还原为二氧化硫，所以产物有生成的硫酸铜、二氧化硫和水；书写化学方程式为：Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+2H2O，铜的化合价升高2价失去两个电子，硫酸中硫的化合价降低2价得到两个电子，生成1mol二氧化硫转移2mol电子，现放出112mL气体（标准状况），生成n（SO2）= =5×10﹣3mol，转移5×10﹣3mol×2=0.01mol电子，所以答案是：Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+2H2O；0.01 mol；（2）二氧化硫能和有色物质生成无色物质，二氧化硫能使品红溶液褪色，所以二氧化硫具有漂白性；但生成的无色物质不稳定，加热时会恢复原来的颜色，滤纸变红，所以答案是：蘸有品红溶液的滤纸条褪色；滤纸变红；实验二：（3）在A中吸入一定量的空气，然后关闭K1 ， 打开止水夹K2 ， 使铜与稀硝酸反应生成的一氧化氮进入集气瓶，当U形管右端稀硝酸接触胶塞时，可以确定U形管中空气已被赶尽，所以答案是：关闭；U形管右端稀硝酸接触胶塞；（4）稀硝酸与铜反应生成硝酸铜和NO，反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3﹣═3Cu2++2NO↑+4H2O，所以答案是：3Cu+8H++2NO3﹣═3Cu2++2NO↑+4H2O；（5）B中硝酸和铜反应生成NO，易与氧气反应，则将A中空气压入B中，会有红棕色气体生成，如果观察到红棕色，则说明生成NO而不是氢气，所以答案是：打开止水夹K1 ， 把注射器中的空气压入U形管中，若观察到D处气体变红棕色，则证明收集的是NO，而不是H2 ．