Question

13．某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用如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2H₂SO₄（浓）+Cu$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+2SO₂↑．
（2）装置D中试管口放置的棉花中应浸一种液体，这种液体是氢氧化钠溶液等碱性溶液，其作用是吸收多余的二氧化硫，防止污染空气．
（3）装置B的作用是贮存多余的气体．当D处有明显的现象后，关闭旋塞K并移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升；．B中应放置的液体是（填字母）d．
a．水　  b．酸性KMnO₄溶液　　c．浓溴水　　　 d．饱和NaHSO₃溶液
（4）实验中，取一定质量的铜片和一定体积18mol•L^-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余．
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是反应过程中浓硫酸被消耗，逐渐变稀，而铜不和稀硫酸反应．
②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是ad（填字母）．
a．铁粉　　 b．BaCl₂溶液　　 c．银粉　　 d．NaHCO₃溶液．

Answer 1

分析 （1）加热条件下，Cu和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；
（2）二氧化硫属于酸性氧化物且有毒，不能直接排空，可以用碱液吸收；
（3）装置B通过长颈漏斗中液面变化贮存二氧化硫；B为气体贮存装置时，盛放的液体不能和二氧化硫反应；
（4）①从浓硫酸随着反应进行浓度变稀，铜不和稀硫酸发生反应分析；
②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）加热条件下，Cu和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应方程式为2H₂SO₄（浓）+Cu$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+2SO₂↑，
故答案为：2H₂SO₄（浓）+Cu$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+2SO₂↑；
（2）二氧化硫属于酸性氧化物且有毒，不能直接排空，可以用碱液吸收，所以棉花蘸取的溶液可以为NaOH溶液等碱性溶液；其作用是吸收多余的二氧化硫，防止二氧化硫溢出而污染大气，
故答案为：氢氧化钠溶液等碱性溶液；吸收多余的二氧化硫，防止污染空气；
（3）当D处有明显的现象后，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，导致B中气体压强增大，气压使B中液体通过长颈漏斗液面上升，从而减小压强，防止安全事故发生，此时B中现象是瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升；
B装置的作用是贮存气体，所以B中盛放液体不能和二氧化硫反应，
水、酸性高锰酸钾及NaOH都能和二氧化硫反应，只有亚硫酸氢钠和二氧化硫不反应，故选d；
故答案为：瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升；d；
（4）①一定质量的铜片和一定体积18mol•L^-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，浓硫酸随着反应进行，浓度变小成为稀硫酸，稀硫酸不再和铜发生反应，所以有一定量的余酸但未能使用铜片完全溶解，
故答案为：反应过程中浓硫酸被消耗，逐渐变稀，而铜不和稀硫酸反应；
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，
a．铁粉与稀硫酸反应放气体，可以证明稀硫酸有剩余，故a正确；
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，故不能证明稀硫酸有剩余，故b错误； 
c．银粉不与稀硫酸反应，不能证明稀硫酸有剩余，故c错误； 
d．NaHCO₃溶液会与稀硫酸反应发出二氧化碳气体，可以证明稀硫酸有剩余，故d正确；
故答案为：ad．

点评 本题考查了浓硫酸的性质应用，题目难度中等，涉及反应产物的验证、测定方法的设定和判断，关键是产物中的二氧化硫性质的应用，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．