Question

某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用下图所示装置进行有关实验．请回答：

（1）装置A中发生的化学反应方程式为______ Cu（SO₄）₂+SO₂↑+2H₂O

Answer 1

【答案】分析：（1）依据实验是探究铜与浓硫酸的反应情况，反应条件加热，根据氧化还原反应的实质书写配平；
（2）依据二氧化硫是污染性气体不能排放到大气中分析；
（3）依据储气装置的原理是利用压强大小，密闭容器通过改变液面的高低调节分析，试剂不能和气体反应也不能溶于液体；
（4）依据二氧化硫具有酸性氧化物的性质，具有漂白性进行分析；
（5）根据铜与浓硫酸反应的化学方程式的定量关系计算反应的硫酸物质的量，再计算剩余硫酸的浓度；证明有酸剩余是验证稀硫酸的存在关键是氢离子的检验．
解答：解：（1）实验探究铜与浓硫酸在加热探究下发生反应，浓硫酸具有强氧化性把铜氧化为二价铜，本身被还原为二氧化硫，结合书写化学方程式的要求写出化学方程式为：
Cu+2H₂SO_4（浓）Cu（SO₄）₂+SO₂↑+2H₂O，故答案为：Cu+2H₂SO_4（浓）Cu（SO₄）₂+SO₂↑+2H₂O；
（2）装置D中试管口放置的棉花中应浸一种液体，是防止装置中最后剩余的二氧化硫气体排放到大气中污染环境，所以棉团需浸能吸收二氧化硫，与二氧化硫反应的溶液，可以浸氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液等碱性溶液；作用是吸收多余的二氧化硫气体，防止污染空气，
故答案为：氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液等碱性溶液，吸收多余的二氧化硫，防止污染空气；
（3）置B的作用是贮存多余的气体，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，在密闭容器中随着气体的生成，广口瓶内压强增大，会使瓶内液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终达到内外大气压相同，二氧化硫气体是酸性氧化物，易溶于水，B中的试剂不能和二氧化硫发生反应，不能溶解二氧化硫，选项中a．水能溶解二氧化硫不能储存气体，b．酸性KMnO₄ 溶液能氧化二氧化硫为硫酸，不能储存气体，c．NaOH溶液吸收二氧化硫不能储存气体，d．二氧化硫通入饱和NaHSO₃溶液中，降低了二氧化硫的溶解度，不反应，可以用来储存气体，故答案为：瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升；d；
（4）二氧化硫通过含酚酞的氢氧化钠溶液，二氧化硫是酸性氧化物与碱发生反应生成盐和水，SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，消耗氢氧化钠，使酚酞变为无色；通过盛品红试液的试管，由于二氧化硫具有漂白性．和品红结合为不稳定的化合物，体现了二氧化硫的漂白性，
故答案为：与氢氧化钠溶液反应使酚酞试液变为无色；SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；具有漂白性使品红褪色；
（5）①取一定质量的铜片和50mL18mol?L^-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中加热，直到反应完毕生成SO₂共0.25mol，发现烧瓶中还有铜片剩余，浓硫酸随着反应进行浓度变稀后不再和铜反应，所以有剩余的酸，剩余硫酸的物质的量，根据化学方程式进行计算，Cu+2H₂SO_4（浓）Cu（SO₄）₂+SO₂↑+2H₂O，生成0.25molSO₂消耗硫酸0.5mol，剩余的硫酸物质的量=0.05L×18mol/L-0.5mol=0.9mol-0.5mol=0.4mol，所以剩余硫酸物质的量浓度==8mol/L，故答案为：8mol/L；
②能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸，实质证明氢离子的存在，选项中a．铁粉与稀硫酸反应放气体，可以证明；b．BaCl₂溶液 加入后出现白色沉淀，但因为生成产物中有硫酸铜生成，也可以生成白色沉淀，故不能证明； c．银粉不与稀硫酸反应不能证明； d．Na₂CO₃溶液会与稀硫酸反应发出二氧化碳气体，可以证明，故答案为：ad．
点评：本题考查了浓硫酸的性质，生成物质的检验和实验验证，主要考查实验基本操作，尾气处理，二氧化硫性质应用，离子方程式的书写，化学方程式的计算，关键是理解浓硫酸与铜反应时，变为稀硫酸后不再继续反应．