Question

7．化学兴趣活动小组的同学在探究金属与酸反应时，发现铜与浓硫酸在加热条件下能够发生反应，并产生大量气体．这种现象引起同学们的思考和研究，大家对产生气体的成分是什么进行了分析、讨论、猜想．
【提出猜想】
猜想1：气体是H₂；
猜想2：气体是SO₂；
猜想3：气体是H₂和SO₂．
【查阅资料】
SO₂易溶于水，是一种有毒气体，不能燃烧，能使红色的品红溶液变为无色，是一种主要大气污染物，能与NaOH溶液反应．H₂则不能使红色品红溶液褪色．铜与浓硫酸反应时，硫酸总会剰余．
【实验方案】小组的同学设计如图所示的装置进行研究（夹持仪器已省略，假设装置中的反应都进行完全）．装置C中加热仪器的名称酒精灯

【问题讨论】
①如果猜想2成立，将A中试剂换成品红溶液时（在题中资料给出物质中选填）也能检验出SO₂；
如果猜想3成立的实验现象是装置A中溶液红色变浅，装置C中的黑色粉末变红色．
②装置B中浓硫酸的作用是干燥气体．
③实验结束后，有同学认为在处理铜与浓硫酸反应试管中残液时，应先用水将残液稀释，正确的操作方法是将残液慢慢地加入水中，并不断搅拌．
【思维拓展】
①实验室中用氢氧化钠溶液吸收多余的SO₂，反应的化学方程式为SO₂+2NaOH═Na₂SO₃+H₂O．
②基于猜想2正确，且铜和浓硫酸在加热时铜转变为硫酸铜，试写出铜和浓硫酸在加热时的反应方程式Cu+2H₂SO₄（浓）=CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
③资料显示：铜与浓硫酸反应时，硫酸总会剰余．请分析原因：金属活动性顺序中铜排在氢的后面，浓硫酸变稀后铜不再和硫酸反应．

Answer 1

分析 【实验方案】根据常见仪器的名称进行分析；
【问题讨论】①SO₂能使红色的品红溶液变为无色，H₂不能使红色品红溶液褪色，据此分析；
装置A中溶液红色变浅，装置C的现象为黑色粉末变红色，则气体为氢气和二氧化硫和混合气体；
②根据浓硫酸具有吸水性分析；
③根据浓硫酸的稀释方法进行分析；
【思维拓展】
①二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，据此分析．
②铜能与浓硫酸在加热的条件下发生反应，生成硫酸铜、二氧化硫和水，据此分析．
③金属活动性顺序中铜排在氢的后面，浓硫酸变稀后铜不再和硫酸反应，据此分析．

解答 解：【实验方案】装置C中加热仪器的名称是酒精灯，故填：酒精灯；
【问题讨论】①SO₂能使红色的品红溶液变为无色，H₂不能使红色品红溶液褪色，因此如果猜想2成立，可将A中试剂换成品红溶液时也能检验出SO₂；
装置A中溶液红色变浅，装置C的现象为黑色粉末变红色，则气体为氢气和二氧化硫和混合气体，猜想3成立；
故填：品红；装置A中溶液红色变浅，装置C中的黑色粉末变红色；
②浓硫酸具有吸水性，用来干燥气体；故填：干燥气体；
③实验结束后，试管中的酸液浓度还是比较大，溶于水时会放出大量的热，故应先用水将残液稀释，正确的操作方法是将残液慢慢地加入水中，并不断搅拌，故填：将残液慢慢地加入水中，并不断搅拌；
【思维拓展】
①二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，化学方程式为：SO₂+2NaOH═Na₂SO₃+H₂O，故填：SO₂+2NaOH═Na₂SO₃+H₂O．
②铜能与浓硫酸在加热的条件下发生反应，生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为Cu+2H₂SO₄（浓）=CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，故填：Cu+2H₂SO₄（浓）=CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
③铜与浓硫酸反应时，硫酸总会剰余，是因为金属活动性顺序中铜排在氢的后面，浓硫酸变稀后铜不再和硫酸反应，故填：金属活动性顺序中铜排在氢的后面，浓硫酸变稀后铜不再和硫酸反应．

点评 本题属于探究性实验题，可以从题干给出的内容，提取有用的信息：氢气具有还原性，二氧化硫易溶于水、和氢氧化钠反应分析归纳从而得出合理的答案．