题目内容
4．过量的铜与浓硫酸在加热条件下的反应会因硫酸浓度下降而停止．为测定反应残余清液中硫酸的浓度，探究小组同学提出的下列实验方案：甲方案：与足量BaCl2溶液反应，称量生成的BaSO4质量．
乙方案：与足量锌反应，测量生成氢气的体积．
回答下列问题：
（1）判定甲方案不可行，理由是加入足量的BaCl2溶液只能求出硫酸根离子的量，而不能求出剩余硫酸的浓度．
（2）甲同学用图1所示装置进行乙方案的实验．
①检查此装置气密性的方法连接装置后，向量气管右端注水，直到左右两边管子形成一段液面差，一段时间后液面差不变．
②使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将Zn粒转移到稀硫酸中．残余清液与锌粒混合后的现象表面析出暗红色固体，有大量气泡，锌粒部分溶解．
③反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积、气体体积逐渐减小，直至体积不变．气体体积逐次减小的原因是该反应放热，气体未冷却（排除仪器和实验操作的影响因素）．
（3）乙同学拟选用图2实验装置完成实验：
①你认为最简易的装置其连接顺序是：A接E接D接G（填接口字母，可不填满）
②实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，一会儿后残余清液就不能顺利滴入锥形瓶．其原因是锌与残余清液中硫酸铜反应生成铜，铜锌形成原池，使锌与硫酸反应速率加快，反应生成大量气体且放热，导致锥形瓶内压强增大．
③乙同学滴入锥形瓶中的残余清液体积为amL，测得量筒中水的体积为bmL（假设体系中气体为标准状况），残余清液中硫酸的物质的量浓度的表达式$\frac{b-a}{22.4a}$mol/L（用a、b表示）
④某学生想用排水法收集氢气，并检验其纯度，应选择图3中集气装置B（填A或B）．
分析 （1）根据称量生成的BaSO4质量可求出硫酸根离子的量，但没有溶液的体积；
（2）①用液压法检验装置气密性，连接装置后，向量气管右端注水，直到左右两边管子形成一段液面差，一段时间后液面差不变；
②将固体加入液体中，Zn粒与铜离子反应生成铜单质，并且生成气体，实验现象是表面析出暗红色固体，有大量气泡，锌粒部分溶解；
③此反应为放热反应，气体受热膨胀，未冷却；
（3）①测量氢气的体积，量筒内导管应伸入量筒底部，否则，压入的水可能会粘到量筒壁上，导致误差，所以最简易的装置其连接顺序EDG；
②锌与残余清液中硫酸铜反应生成铜，铜锌形成原池，使锌与硫酸反应速率加快，反应生成大量气体且放热，导致锥形瓶内压强增大；
③根据题意可知，氢气的体积为（b-a）mL，1mol硫酸能生成1mol氢气，所以残余清液中硫酸的物质的量为$\frac{（b-a）×1{0}^{-3}}{22.4}$mol，根据c=$\frac{n}{V}$求出硫酸的物质的量浓度；
④氢气密度比空气小，用排水法收集氢气，应短进．
解答 解：（1）没有溶液的体积，加入足量的BaCl2溶液只能求出硫酸根离子的量，而不能求出剩余硫酸的浓度；
故答案为：加入足量的BaCl2溶液只能求出硫酸根离子的量，而不能求出剩余硫酸的浓度；
（2）①用液压法检验装置气密性，连接装置后，向量气管右端注水，直到左右两边管子形成一段液面差，一段时间后液面差不变
故答案为：连接装置后，向量气管右端注水，直到左右两边管子形成一段液面差，一段时间后液面差不变；
②将固体加入液体中，Zn粒与铜离子反应生成铜单质，并且生成气体，实验现象是表面析出暗红色固体，有大量气泡，锌粒部分溶解
故答案为：Zn粒；稀硫酸；表面析出暗红色固体，有大量气泡，锌粒部分溶解；
③此反应为放热反应，气体受热膨胀，未冷却；
故答案为：该反应放热，气体未冷却；
（3）①测量氢气的体积，最简易的装置其连接顺序EDG；
故答案为：E；D；G；
②锌与残余清液中硫酸铜反应生成铜，铜锌形成原池，使锌与硫酸反应速率加快，反应生成大量气体且放热，导致锥形瓶内压强增大
故答案为：锌与残余清液中硫酸铜反应生成铜，铜锌形成原池，使锌与硫酸反应速率加快，反应生成大量气体且放热，导致锥形瓶内压强增大；
③根据题意可知，氢气的体积为（b-a）mL，1mol硫酸能生成1mol氢气，所以残余清液中硫酸的物质的量为$\frac{（b-a）×1{0}^{-3}}{22.4}$mol，其物质的量浓度c=$\frac{n}{V}$=$\frac{\frac{（b-a）×1{0}^{-3}}{22.4}}{a×1{0}^{-3}}$mol/L=$\frac{b-a}{22.4a}$mol/L；
故答案为：$\frac{b-a}{22.4a}$mol/L；
④氢气密度比空气小，用排水法收集氢气，应短进，
故答案为：B．
点评 本题考查了主要过量的铜与浓硫酸反应后溶液中硫酸浓度的测定，涉及装置的分析，实验现象分析和化学计算，题目难度中等，注意物质性质的掌握．
阅读快车系列答案| A． | $\frac{1}{4}$＜$\frac{n（X）}{n（Y）}$＜$\frac{3}{2}$ | B． | $\frac{1}{4}$＜$\frac{n（X）}{n（Y）}$＜$\frac{1}{2}$ | C． | $\frac{1}{4}$＜$\frac{n（X）}{n（Y）}$＜4 | D． | $\frac{1}{2}$＜$\frac{n（X）}{n（Y）}$＜4 |
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．将6.72L（标准状况）乙烯和甲烷的混合气通入足量的溴水中，充分反应后，溴水的质量增加了1.4g，原混合气体中乙烯和甲烷的物质的量之比是1：5
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| A． | 该溶液中一定不含Ba2+ | |
| B． | 该溶液中一定含Na+ | |
| C． | 无色气体在标准状况下的体积约为2.24L | |
| D． | 若向该溶液中加入足量NaOH溶液，滤出沉淀，洗净灼烧后最多能得8.0g固体 |
如图所示，锥形瓶中盛有气体X，滴管内盛有液体Y，若挤压滴管胶头，使液体Y滴入瓶中，震荡，过一会儿可见小气球a鼓起．气体X和液体Y不可能是（ ）| A． | X是NH3，Y是水 | B． | X是CO2，Y是饱和NaHCO3浓溶液 | ||
| C． | X是SO2，Y是NaOH溶液 | D． | X是HCl，Y是NaNO3稀溶液 |
