Question

4．某研究学习小组用如图装置进行铜与浓硫酸反应的实验研究．
（1）写出铜与浓硫酸反应的化学方程式：Cu+2H₂SO_4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
（2）从环境保护角度考虑，该方案存在不足之处是：碱液不足时二氧化硫有剩余，SO₂造成环境污染
（3）实验中，0.1molCu与含0.2mol硫酸的溶液反应后，铜和硫酸都有剩余．可以证明有余酸的实验方案是AD
A．可再加入锌粒          
B．可再加入氯化钡溶液
C．再加入银粉            
D．再滴入碳酸氢钠溶液
（4）如果改用相同质量的锌分别和过量浓硫酸、稀硫酸反应，下列叙述正确的是D
A．两反应都有氢气生成
B．反应中转移的电子总数：前者多，后者少
C．反应生成气体的体积：前者多，后者少（同条件下）
D．消耗硫酸的物质的量：前者多，后者少．

Answer 1

分析 （1）铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；
（2）由题意可知，铜与浓硫酸发生氧化还原反应，浓硫酸的还原产物是SO₂，是大气污染性气体，应该用碱液吸收，从环境保护角度考虑，该方案用蘸用碱液的棉花吸收，如果碱液不足，SO₂造成环境污染；
（3）由题意可知，只要证明该体系中有H⁺存在即可，可用活泼金属或碳酸氢钠，观察是否有气体生成；
（4）涉及方程式为Zn+2H₂SO_4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O，Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，结合反应的化学方程式以及元素化合价的变化判断．

解答 解：（1）铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的方程式为Cu+2H₂SO_4 （浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案为：Cu+2H₂SO_4 （浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）由题意可知，铜与浓硫酸发生氧化还原反应，浓硫酸的还原产物是SO2，是大气污染性气体，应该用碱液吸收，从环境保护角度考虑，该方案用蘸有碱液的棉花吸收，如果碱液不足，SO₂造成环境污染，故答案为：碱液不足时二氧化硫有剩余，SO₂造成环境污染；
（3）A．Cu+2H₂SO_4 （浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，溶液中若有H₂SO₄剩余，加入锌粒，Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑，有气泡产生，故A正确；
B．若加入氯化钡溶液产生白色沉淀，不能说明有H₂SO₄剩余，因为该反应生成的CuSO₄也会提供SO₄^2-，故B错误；
C．不管H₂SO₄剩余与否，加入银粉没有现象，故C错误；
D．若加入碳酸氢钠溶液，若有H₂SO₄剩余，H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O，有气泡产生，故D正确，
故答案为：AD．
（4）有方程式可知：Zn+2H₂SO_4（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O，Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
A．锌与过量的浓硫酸不会产生氢气，故A错误；
B．两个反应酸均过量，等量的锌完全反应，两个反应转移的电子数一样多，故B错误；
C．锌与浓硫酸反应，1molZn～1molSO₂，锌与稀硫酸反应，1molZn～1molH₂，两个反应锌是等量的，这两个反应产生的气体体积相等，故C错误；
D..锌与浓硫酸反应，1molZn～2mol浓H₂SO₄，锌与稀硫酸反应，1molZn～1molH₂SO₄，消耗硫酸的物质的量：前者多，后者少，故D正确．
故答案为：D．

点评 该题目考查金属与浓硫酸、稀硫酸反应的原理，难度不大．特别注意第（3）证明有余酸的实验方案，只要证明该体系中有H⁺存在即可，而不是证明SO₄^2-的存在．