题目内容

20．某校化学兴趣小组的同学为研究铜与浓硫酸的反应，分别设计了如下图所示的三套实验装置：

（1）该小组同学对这三套装置进行了评价，认为甲和乙装置各有优缺点，甲装置的优点是有尾气处理措施，乙装置的优点是铜丝抽出反应停止，节省药品或控制反应的进行．
（2）丙装置综合了甲和乙的优点，是一套比较合理的装置，试管C中是NaOH溶液，A中玻璃管可起到防止B中品红溶液倒吸的作用，其原理是玻璃管可以平衡内外压强，A中气压不会急剧减小．为使装置中残留气体完全被C溶液吸收，可采取的操作是从玻璃管中通入大量空气．
（3）写出丙装置中发生反应的化学方程式：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O，该小组同学用丙装置进行实验过程中发现除了课本上描述的实验现象外，试管A内还生成了白色固体，白色固体成分可能是无水硫酸铜．

分析 （1）甲装置的优点尾气二氧化硫能被蘸有氢氧化钠溶液的棉花吸收，乙装置的优点是铜丝抽出反应停止，节省药品或控制反应的进行；
（2）C装置为尾气处理装置；倒吸是装置内压强低于外界大气压所致，玻璃管可以平衡内外压强，A中气压不会急剧减小或减少太多；从玻璃管通入空气把装置内的二氧化硫排到C中被吸收；
（3）铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；生成的硫酸铜难溶于浓硫酸．

解答 解：（1）甲装置的优点尾气二氧化硫能被蘸有氢氧化钠溶液的棉花吸收，乙装置中将铜片改为铜丝，可以控制铜丝在试管中的长短，所以乙装置的优点是铜丝抽出反应停止，节省药品或控制反应的进行，
故答案为：有尾气处理装置；铜丝抽出反应停止，节省药品或控制反应的进行；
（2）C装置为尾气处理装置，二氧化硫能被NaOH溶液吸收，所以C中为NaOH溶液；倒吸是装置内压强低于外界大气压所致，玻璃管可以平衡内外压强，A中气压不会急剧减小或减少太多，可从玻璃管通入空气把装置内的二氧化硫排到C中被吸收，
故答案为：NaOH；玻璃管可以平衡内外压强，A中气压不会急剧减小； 从玻璃管中通入大量空气；
（3）铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，其反应的方程式为：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O；生成的硫酸铜难溶于浓硫酸，所以试管A内还生成了白色固体是无水硫酸铜；
故答案为：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O；无水硫酸铜．

点评 本题考查铜与浓硫酸的反应以及二氧化硫的性质，题目难度不大，掌握常见气体的制备、除杂、性质检验、尾气处理等基本操作是解题的关键，侧重于考查学生的分析能力和实验能力．

练习册系列答案
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4．下列说法正确的是（　　）
A．H2O的摩尔质量是18gB．1mol氧的质量是16g
C．氧气的摩尔质量是32g•mol-1D．2molH2的摩尔质量是4g
5．从海水中可以提取溴，主要反应为：2Br-+Cl2=2Cl-+Br2，下列说法正确的是（　　）
A．溴离子具有氧化性B．氯气是还原剂
C．氯气发生氧化反应D．氧化性：Cl2＞Br2
8．某小组同学探究浓硫酸及其部分反应产物的化学性质，装置如图所示（夹持装置略去）．
（1）试管①中反应的化学方程式是Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O．该反应表明浓硫酸具有ab（填序号）．
a．酸性       b．强氧化性       c．还原性
（2）若试管②中的试剂为品红溶液，实验中观察到的现象是品红溶液褪色．
（3）若试管②中的试剂为酸化的Ba（NO3）2溶液，观察到有白色沉淀生成，说明试管①中生成的气体具有还原性．
（4）试管③中的试剂为NaOH溶液，反应的离子方程式是SO2+2OH-═SO32-+H2O．
15．某化学兴趣小组的同学为探究二氧化硫的化学性质，设计了如图所示的装置．请回答下列问题．
（1）某同学拧开分液漏斗下面的活塞后发现开始时能流出，但一会就停止了，情分析原因：随着反应的进行，圆底烧瓶内压强增大，导致液体不能顺利滴下．
（2）铜和浓硫酸反应的化学方程式为Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O．
（3）B瓶中盛有品红溶液，观察到品红溶液褪色，这是因为 SO2具有C（填选项的字母，下同），C瓶中盛有新制的氯水，观察到氯水褪色，这是因为SO2具有B．
A．氧化性　      B．还原性    C．漂白性
（4）D瓶中盛有NaOH溶液，作用是吸收尾气，防止污染．
5．已知浓硫酸和木炭粉在加热条件下可发生化学反应．
（1）上述反应的化学方程式为2H2SO4（浓）+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO2↑+CO2↑+2H2O；
（2）试用下图所列各装置设计一个实验，来验证上述反应所产生的各种产物．
编号　①　②　③　④
　装置
这些装置的连接顺序（按产物气流从左至右的方向）是（填装置中导管口的编号）：
g接c（或d），d（或c）接a，b接f．
（3）实验时可观察到装置①中A瓶中的溶液褪色，C瓶中的溶液不褪色．B瓶中的溶液的作用是除去SO2气体，避免对CO2的检验产生干扰；
（4）装置②中所加固体药品是无水硫酸铜，装置③中所加试剂是澄清石灰水，装置④中带活塞的玻璃仪器名称是分液漏斗．
12．利用天然气可制得以H2、CO等为主要组成的工业原料合成气，反应为：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）．
（1）甲烷与水蒸气反应，被氧化的元素是C
（2）将2mol CH4和5mol H2O（g）通入容积为100L的反应室，CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图．
①达到A点所需的时间为5min，则v（H2）=0.006mol•L-1•min-1
②图中的p1＜p2（填“＜”、“＞”或“=”），A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是KC＞KB＞KA．
（3）合成气用于合成氨时需除去CO，发生反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0，
下列措施中能使$\frac{n（C{O}_{2}）}{n（{H}_{2}O）}$增大的有AC（选填编号）．
A．降低温度
B．恒温恒容下充入He（g）
C．将H2从体系中分离
D．再通入一定量的水蒸气
可用碳酸钾溶液吸收生成的CO2，常温下pH=10的碳酸钾溶液中由水电离出的c（OH-）为1×10-4mol•L-1，
常温下，0.1mol•L-1KHCO3溶液的pH＞8，则溶液中c（H2CO3）＞c（CO${\;}_{3}^{2-}$）（填“＞”、“=”或“＜”）
9．我国目前制备多晶硅主要采用三氯氢硅氢还原法、硅烷热解法和四氯化硅氢还原法．由于三氯氢硅还原法具有一定优点，被广泛应用．其简化的工艺流程如图所示：

（1）制备三氯氢硅的反应为：Si（s）+3HCl（g）=SiHCl3（g）+H2（g）△H=-210kJ•mol-1．伴随的副反应有：Si（s）+4HCl（g）=SiCl4（g）+2H2（g）△H=-241kJ•mol-1．
SiCl4在一定条件下与H2反应可转化为SiHCl3，反应的热化学方程式为：
SiCl4（g）+H2（g）=SiHCl3（g）+HCl（g）△H=+31kJ•mol-1．
（2）由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式为SiHCl3+H2$\frac{\underline{\;1050℃～1100℃\;}}{\;}$Si+3HCl．该生产工艺中可以循环使用的物质是HCl、H2、SiHCl3等（至少写出两种）．
（3）由于SiH4具有易提纯的特点，因此硅烷热分解法是制备高纯硅很有发展潜力的方法．工业上广泛采用的合成硅烷方法是让硅化镁和固体氯化铵在液氨介质中反应得到硅烷，化学方程式是Mg2Si+4NH4Cl═SiH4↑+2MgCl2+4NH3↑；整个制备过程必须严格控制无水，否则反应将不能生成硅烷，而是生成硅酸和氢气等，其化学方程式为Mg2Si+4NH4Cl+3H2O═2MgCl2+H2SiO3+4NH3↑+4H2↑；整个系统还必须与氧隔绝，其原因是由于硅烷在空气中易燃，浓度高时容易发生爆炸．
10．下列关于平衡常数说法正确的是（　　）
A．增大反应物的浓度，平衡常数K增大B．加大体系压强，平衡常数K增大
C．加入负催化剂，平衡常数K减小D．升高温度，平衡常数K发生变化

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