Question

某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应，用下图所示装置进行有关实验。甲同学取ag铜片和12 mL 18 mol·L-1浓硫酸放入圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有一定量的H2SO4和Cu剩余。

（1）Cu与浓硫酸反应的化学方程式是___________________________。

装置E中试管D内盛有品红溶液，当C中气体集满后，D中有可能观察到的现象是__________________________________，为避免实验装置D有可能造成的环境污染，可用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口，其反应原理是_________(用离子方程式表示)。

（2）装置B的作用是贮存多余的气体，B中应放置的液体是______(填序号)。

a.饱和Na2SO3溶液　　　　　  b.酸性KMnO4溶液

c.浓溴水                            d.饱和NaHSO3溶液

当D处有明显现象后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是_________________________________________。

（3）反应完毕后，烧瓶中还有一定量的余酸，却不能使Cu完全溶解的原因是

____________________________；使用足量的下列药品不能用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是______(填序号)。

a.铁粉                      b.BaCl2溶液

c.CuO                           d.Na2CO3溶液

实验中某学生向A中反应后溶液中通入一种常见气体单质，使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液，该反应的化学方程式是___________________。

Answer 1

【解析】（1）Cu与浓硫酸可以在加热的条件下反应，其化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O；SO2能使品红溶液褪色，SO2是一种大气污染物，同时也是一种酸性氧化物，可以与NaOH溶液反应，离子方程式为SO2+2OH-====S+H2O。

（2）Na2SO3、SO2与H2O可以发生化合反应生成NaHSO3；酸性KMnO4溶液和浓溴水都可以氧化SO2，故a、b、c项不能选，只有d符合要求。随着反应的继续进行，生成的SO2越来越多，试剂瓶中的压强越来越大，故试剂瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升。

（3）随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐减小，而稀硫酸不能与铜反应，故浓硫酸变为稀硫酸后，反应停止，铜和稀硫酸都有剩余。证明有余酸剩余的关键是检验溶液中是否含有H+，而不能检验S，因反应生成物有CuSO4。加入BaCl2溶液可以与S反应生成BaSO4白色沉淀，与H+不反应，故b不能证明；而铁粉、CuO、Na2CO3都可以与H+反应且都有明显的现象(产生气体或固体溶解)。根据题意可知通入的气体是氧气，发生的反应是2Cu+2H2SO4+O2====2CuSO4+2H2O。

答案：（1）Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O　品红溶液褪色　SO2+2OH-====S+H2O

（2）d　试剂瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升

（3）随反应进行，浓硫酸变为稀硫酸后不能和铜反应

b　2Cu+2H2SO4+O2====2CuSO4+2H2O