Question

6．某化学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．
[提出问题]产生气体的成分是什么呢？
[分析讨论]经分析讨论，大家认为产生的气体可能是H₂、SO₂、SO₃、O₂等气体，经进一步查验后确认没有SO₃和O₂，于是大家决定进一步探究气体成分．
[提出猜想]猜想①：产生的气体仅为SO₂；猜想②：产生的气体仅为H₂；你认为猜想③产生的气体为SO₂和H₂的混合气体．
[查阅资料]SO₂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．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．
[设计实验]该小组的同学据此设计并完成了如图所示的实验
（1）图中X为品红溶液．
（2）由以上实验可知：猜想①（填①、②、③）正确．则铜与浓硫酸反应的化学方程式为Cu+2H₂SO₄（浓）═CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（3）实验结束后，有同学认为在处理图中反应①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．
（4）另有同学认为多余的气体应通入一个装有NaOH溶液的烧杯中，其原因是SO₂+2NaOH═Na₂SO₃+H₂O．（用方程式表示）

Answer 1

分析 （1）-（2）根据题干提供的信息，铜与浓硫酸在加热条件下发生反应还可能生成氢气和二氧化硫的混合气体，然后设计实验，用品红溶液来检验二氧化硫，用点燃的方法来检验氢气；
（3）可根据反应物和生成物的化学式判断硫元素化合价的变化情况；
（4）根据稀释浓硫酸的方法解答；
（5）根据二氧化硫有毒且能和碱溶液反应分析．

解答 解：[提出猜想]猜想①：产生的气体仅为SO₂；猜想②：产生的气体仅为H₂；你认为猜想③产生的气体为SO₂和H₂的混合气体．
（1）检验二氧化硫可用品红溶液，故图中X为品红溶液．
（2）由红色的品红溶液变为无色说明气体中含有二氧化硫，气体不能燃烧说明没有氢气．故猜想①正确．则铜与浓硫酸反应的化学方程式为Cu+2H₂SO₄（浓）═CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（3）实验结束后，①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夜慢慢地加入水中，并不断搅拌．
（4）二氧化硫有毒，要进行处理，可将多余的气体应通入装有NaOH溶液的烧杯中，让氢氧化钠溶液吸收二氧化硫气体生成亚硫酸钠和水，反应的化学方程式为：SO₂+2NaOH═Na₂SO₃+H₂O．
故答案为：
猜想③产生的气体为SO₂和H₂的混合气；
（1）品红；（2）①；Cu+2H₂SO₄（浓）═CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（3）将残液慢慢地加入水中，并不断搅拌；（4）SO₂+2NaOH═Na₂SO₃+H₂O．

点评 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，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．