Question

3．铜跟浓硫酸的反应原理是：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，某小组同学用如图所示装置制取硫酸铜．请回答以下问题：

（1）图中B装置用来收集SO₂（已知SO₂的密度大于CO₂的密度），但未将导管画全，请将B装置中的导管补画完整．
（2）图中C装置的作用是防止氢氧化钠溶液倒吸入B瓶中，装置D的作用是吸收二氧化硫，防止污染空气．
（3）充分反应后，烧瓶中的铜片仍有剩余，那么硫酸是否也有剩余呢？该小组同学进一步研究：待烧瓶冷却后，将烧瓶中的混合物稀释、过滤、用滤液做了如下实验．
实验1：用pH试纸测试滤液pH，其中pH约为1
实验2：取少量滤液于试管中，向试管中滴加氯化钡溶液，有白色沉淀现象．
你认为实验1可以说明明矾有剩余（选填“实验1”或“实验2”）
（4）以铜片与浓硫酸为原料用上述方法制取硫酸铜，存在的缺陷有消耗大量的能量，产生了有毒的气体等（答出1点即可）．

Answer 1

分析 （1）根据二氧化硫的密度比空气大分析；
（2）根据二氧化硫有毒、能与氢氧化钠反应分析回答；
（3）根据稀硫酸显酸性分析；
（4）根据以铜片与浓硫酸为原料用上述方法制取硫酸铜的过程等分析回答．

解答 解：（1）由于二氧化硫的密度大于空气，应利用向上排空气法收集，导气管应伸入到接近瓶底．见下图：

（2）图中C装置的作用是防止氢氧化钠溶液倒吸入B瓶中，由于二氧化硫有毒、能与氢氧化钠反应，所以．装置D的作用是吸收二氧化硫，防止污染空气．
（3）由于生成物中含有硫酸铜，在加入氯化钡时能产生沉淀对硫酸的存在的判断产生了干扰；硫酸显酸性，所以，能证明浓硫酸有剩余的是实验1．
（4）由制取的过程可知，存在的缺陷有：消耗大量的能量，产生了有毒的气体等．
故答案为：（1）见上图；（2）防止氢氧化钠溶液倒吸入B瓶中；吸收二氧化硫，防止污染空气；（3）实验1；（4）消耗大量的能量，产生了有毒的气体等．

点评 本题属于实验设计题，排在氢后的金属不与酸发生置换反应，但是可以和强氧化性的酸反应，浓硫酸具有强氧化性，完成本题，可以从题干给出的内容，提取有用的信息，分析归纳从而得出合理的答案，本考点主要出现在实验题中．