Question

9．已知浓硫酸与焦炭在加热条件下能发生反应，生成三种氧化物，某校研究性学习小组对此进行以下一系列的探究活动．【提出猜想】浓硫酸与焦炭在加热条件下反应，生成H₂O、SO₂和CO₂
【查阅资料】经查阅资料得知：
①CO₂、SO₂均可使澄清石灰水变浑浊
②SO₂可使品红溶液的红色褪去，而CO₂不能
③SO₂可与酸性的KMnO₄溶液反应使其褪色，而CO₂不能
④无水CuSO₄为白色粉末，遇水可生成蓝色胆矾
【实验探究】用以下A-D四个装置组装成一套完整的实验装置如图1，然后进行实验，验证猜想．
（1）本实验发生装置应选用如图2所示三种装置的③装置（填序号）
（2）为了验证三种产物，达到预期的实验目的，整套实验装置顺序是（按导管连接的先后顺序）：发生装置导管口
a$\stackrel{接}{→}$□→□$\stackrel{接}{→}$□→□$\stackrel{接}{→}$□
（3）实验过程中，观察到装置D中无水CuSO₄变为蓝色，得出产物中有水的结论，同时还观察到以下实验现象，装置C中品红溶液（Ⅰ）和酸性高锰酸钾溶液都褪色，品红溶液（Ⅱ）不褪色，装置B中澄清石灰水变浑浊．
①装置C中品红溶液（Ⅰ）褪色，说明产物中有二氧化硫
②酸性KMnO₄溶液的作用是吸收二氧化硫
③品红溶液（Ⅱ）不褪色，说明二氧化硫已除尽
（4）能确认反应产物中有CO₂的实验现象是装置C中品红溶液（Ⅱ）不褪色，装置B中澄清石灰水变浑浊
【实验结论】本实验提出的猜想成立（填“成立”或“不成立”），浓硫酸与木炭在加热时反应的化学方程式是C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S0₂↑+C0₂↑+2H₂O
【交流讨论】实验结束后，同学你们针对本实验进行讨论，其中张辉同学提出了“反应产物中可能还有一氧化碳”这样的观点，你是否支持张辉同学的观点？支持（填“支持”或“不支持”），请你说出一个理由反应物中含有碳元素和氧元素，因此碳的氧化物有一氧化碳和二氧化碳．

Answer 1

分析 （1）根据反应物状态和反应条件可以选择发生装置；
（2）如果操作不当，会影响实验结果，甚至会导致实验失败；
（3）无水硫酸铜能和水反应生成五水硫酸铜；
根据实验现象和实验设计可以判断相关方面的问题；
（4）装置C中品红溶液（Ⅱ）不褪色，说明二氧化硫被高锰酸钾溶液完全吸收，装置B中澄清石灰水变浑浊，说明产物中含有二氧化碳，二氧化碳使澄清石灰水变浑浊；
碳和浓硫酸在加热条件下反应生成水、二氧化硫和二氧化碳；
化学反应前后，元素种类和原子种类不变．

解答 解：（1）本实验中，浓硫酸是液体，碳是固体，反应需要加热，因此发生装置应选用如图2所示三种装置的③．
故填：③．
（2）为了验证三种产物，达到预期的实验目的，整套实验装置顺序是：发生装置导管口a→f→g→d→e→b．
故填：f；g；d；e；b．
（3）实验过程中，观察到装置D中无水CuSO₄变为蓝色，得出产物中有水的结论，同时还观察到以下实验现象，装置C中品红溶液（Ⅰ）和酸性高锰酸钾溶液都褪色，品红溶液（Ⅱ）不褪色，装置B中澄清石灰水变浑浊；
①装置C中品红溶液（Ⅰ）褪色，说明产物中有二氧化硫；
②酸性KMnO₄溶液的作用是吸收二氧化硫；
③品红溶液（Ⅱ）不褪色，说明二氧化硫已除尽．
故填：水；二氧化硫；吸收二氧化硫；二氧化硫已除尽．
（4）能确认反应产物中有CO₂的实验现象是：装置C中品红溶液（Ⅱ）不褪色，装置B中澄清石灰水变浑浊．
故填：装置C中品红溶液（Ⅱ）不褪色，装置B中澄清石灰水变浑浊．
【实验结论】本实验提出的猜想成立，浓硫酸与木炭在加热时反应的化学方程式是：C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S0₂↑+C0₂↑+2H₂O．
故填：成立；C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S0₂↑+C0₂↑+2H₂O．
【交流讨论】因为反应物中含有碳元素和氧元素，因此碳的氧化物有一氧化碳和二氧化碳．
故填：支持；反应物中含有碳元素和氧元素，因此碳的氧化物有一氧化碳和二氧化碳．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．