题目内容

(15分)某学校课外活动小组针对教材中铜与浓硫酸反应,提出了“能够与铜反应的硫酸的最低浓度是多少?”的探究课题,并设计了如下方案进行实验:实验试剂:18mol/L硫酸20mL,纯铜粉足量,足量2mol/LNaOH溶液。
请根据实验回答问题:
(1)首先根据下图所示,组装实验装置,并在加入试剂前先进行              操作。

(2)烧杯中用NaOH溶液吸收的物质是     
(填化学式),利用倒置的漏斗而不是将导气管直接伸入烧杯中的目的是:         。
(3)加热烧瓶20分钟,烧瓶中发生反应的化学方程式是:              。待烧瓶中反应基本结束,撤去酒精灯,利用烧瓶中的余热使反应进行完全。然后由导管a通入足量的空气,以确保烧瓶中的SO2气体全部进入烧杯中。在该实验装置中的          (填仪器名称)起到了确保硫酸溶液体积保持不变的作用。
(4)将充分反应后的烧杯取下,向其中加入足量的双氧水,再加入足量的BaCl2溶液,再进行         、                 后称量固体的质量为13.98g,请计算能与铜反应的硫酸的最低浓度是         。
(5)有同学提出在上面⑷中可以不必加入双氧水,直接进行后面的实验,也能得到准确的数据,请结合你的理解分析      (填“需要”或“不需要”)加入双氧水,说明原因:                

理科综合试卷·第1页(共16页)

 
⑴检验装置气密性 (1分)    ⑵SO2  (1分)   防倒吸(1分)

      ⑶Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O  ( 2分)  长导管(1分)
⑷过滤、洗涤、干燥 (共3分)      12mol/L ( 2分)
⑸需要 ( 2分)     原因:在烧杯中生成的Na2SO3可能被部分氧化为Na2SO4,如果不加入双氧水而直接测定沉淀质量则无法确定S元素的物质的量,从而使实验结果错误。(2分)
(1)组装装置之后,不能立即装入试剂,二应该是首先检验装置气密性。
(2)SO2属于大气污染物,需要尾气处理。由于SO2易溶于水,如果导管口直接插入溶液中,容易导致液体倒流,所以倒置的漏斗起防倒吸作用。
(3)在加热的条件下,浓硫酸能氧化单质铜,方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。再加热的条件下,水蒸气易挥发,所以利用长导管,起冷凝回流作用。
(4)加入双氧水是氧化亚硫酸钠的。加入氯化钡能产生硫酸钡沉淀,所以需要通过过滤、洗涤、干燥操作。硫酸钡是13.98g,物质的量是13.98g÷233g/mol=0.06mol,则参加反应的硫酸0.12mol,所以剩余硫酸是18mol/L×0.02L-0.12mol=0.24mol,浓度是0.24mol÷0.02L=12mol/L。即能与铜反应的硫酸的最低浓度是12mol/L。
(5)由于亚硫酸钠不稳定,易被氧化生成硫酸钠,所以如果不加入双氧水而直接测定沉淀质量则无法确定S元素的物质的量,从而使实验结果错误,因此必须加入双氧水。
练习册系列答案
相关题目
(18分)某校化学兴趣小组为研究Cu与浓硫酸反应并制备少量硫酸铜,进行如下实验。
该小组同学在实验中发现使用教材所提供的铜和浓硫酸反应的实验装置不仅安全性差而且易造成环境污染。经过同学们的讨论以及老师的指导,该小组设计了如图所示的装置并进行实验。

请回答:
(1)请写出长导管B的作用                                       (只写一点就可);
(2)写出检查该装置气密性的方法                                              
(3)D、E试管中CCl4的作用                   
(4)写出A中发生反应的化学方程式并标出电子转移的方向与数目                  
                                                  
(5)对试管A进行加热,发现E试管中有气泡逸出,品红溶液很快褪色,但最终未见D试管中氢氧化钡溶液出现浑浊,为探究D试管中未出现浑浊的原因,该小组同学在化学手册中只查阅到下列物质常温下的溶解度数据:
物质
溶解度(g/100水)
物质
溶解度(g/100水)
Ca(OH)2
0.173
Ba(OH)2
3.89
CaCO3
0.0013
BaSO3
0.016
Ca(HCO32
16.60
 
 
请你应用类比研究方法帮他们预测D试管未出现浑浊的原因:                 
(6)为验证D试管中溶液的组成,进行了下列实验,请你帮助完成下列实验报告:
实验方案
现象
方案1:取少量溶液于试管中,加入稀盐酸,加热,用检验产生的气体。
               
方案2:取少量溶液于试管中,加入③       溶液并观察现象。
              

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