题目内容
17．
某学校课外活动小组针对教材中铜与浓硫酸反应，提出了“能够与铜反应的硫酸的最低浓度是多少？”的探究课题，并设计了如下方案进行实验：实验试剂：18mol/L硫酸20mL，纯铜粉足量，足量2mol/LNaOH溶液．请根据实验回答问题：
（1）首先根据图所示，组装实验装置，并在加入试剂前先进行检验装置气密性操作．
（2）烧杯中用NaOH溶液吸收的物质是SO2（填化学式），利用倒置的漏斗而不是将导气管直接伸入烧杯中的目的是：防倒吸．
（3）加热烧瓶20分钟，烧瓶中发生反应的化学方程式是：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O．待烧瓶中反应基本结束，撤去酒精灯，利用烧瓶中的余热使反应进行完全．然后由导管a通入足量的空气，以确保烧瓶中的SO2气体全部进入烧杯中．在该实验装置中的长导管 （填仪器名称）起到了确保硫酸溶液体积保持不变的作用．
（4）将充分反应后的烧杯取下，向其中加入足量的双氧水，再加入足量的BaCl2溶液，再进行过滤、洗涤、干燥后称量固体的质量为13.98g，请计算能与铜反应的硫酸的最低浓度是12mol/L．
（5）有同学提出在上面（4）中可以不必加入双氧水，直接进行后面的实验，也能得到准确的数据，请结合你的理解分析需要（填“需要”或“不需要”）加入双氧水，说明原因：在烧杯中生成的Na2SO3可能被部分氧化为Na2SO4，如果不加入双氧水而直接测定沉淀质量则无法确定S元素的物质的量，从而使实验结果错误．
分析 （1）有连接装置的实验需要在开始时检查装置的气密性；
（2）SO2是污染性气体不能排放到空气中，且是酸性氧化物，能和碱液反应生成盐；
尾气处理中有缓冲作用的装置能防倒吸；
（3）烧瓶中是Cu和浓硫酸加热反应生成CuSO4、SO2和H2O；装置中长导气管兼起导气冷凝的作用，使水蒸气冷凝回流；
（4）加入H2O2把Na2SO3氧化为Na2SO4，加入BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀，通过过滤、洗涤、干燥得到沉淀称量计算S元素物质的量，依据S元素守恒结合化学方程式计算需要反应的硫酸最低浓度；
（5）不加入H2O2，沉淀为BaSO3、BaSO4沉淀，不能计算硫元素物质的量，对实验产生误差．
解答 解：（1）该装置有连接装置，实验前应该检验装置气密性，否则二氧化硫易逸出或得不到二氧化硫，故答案为：检验装置气密性；
（2）SO2是污染性气体不能排放到空气中，且是酸性氧化物，能和碱液反应生成盐，所以NaOH的作用是吸收未反应的SO2；
尾气处理中有缓冲作用的装置能防倒吸，导致的漏斗低口大，有缓冲作用，能防倒吸，
故答案为：SO2；防倒吸；
（3）烧瓶中是Cu和浓硫酸加热反应生成CuSO4、SO2和H2O，反应方程式为Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O；装置中长导气管兼起导气冷凝的作用，使水蒸气冷凝回流，
故答案为：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O；长导管；
（4）加入过氧化氢把亚硫酸钠氧化为硫酸钠，加入氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀，通过过滤、洗涤、干燥得到沉淀，称量固体的质量为13.98g为硫酸钡沉淀，物质的量=$\frac{13.98g}{233g/mol}$=0.06mol，依据硫元素守恒，被氧化的硫酸为0.06mol，依据化学方程式可知，Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O，反应的硫酸物质的量为0.12mol，剩余硫酸物质的量=18mol/L×0.020L-0.12mol=0.24mol，剩余需要的最低浓度=$\frac{0.24mol}{0.02L}$=12mol/L，
故答案为：过滤；洗涤；干燥；12mol/L；
（5）不加入过氧化氢，沉淀为亚硫酸钡和硫酸钡沉淀，不能计算硫元素物质的量，所以需要加入过氧化氢，氧化亚硫酸钠为硫酸钠后，再进行沉淀称量计算，
故答案为：需要；在烧杯中生成的Na2SO3可能被部分氧化为Na2SO4，如果不加入双氧水而直接测定沉淀质量则无法确定S元素的物质的量，从而使实验结果错误．
点评 本题以浓硫酸和Cu的反应为载体考查性质实验方案设计，为高频考点，明确实验原理、实验基本操作原理、物质性质是解本题关键，注意该实验中的长导管的作用，为易错点．
| A． | CH4 | B． | CO2 | C． | NaHCO3 | D． | CH3COOH |
| 选项 | 实验器材（省略夹持装置） | 相应实验 |
| A | 烧杯、玻璃棒、石棉网、酒精灯 | 浓缩结晶硫酸铜溶液制胆矾 |
| B | 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、漏斗、滤纸 | 用盐酸除去硫酸钡中的少量碳酸钡 |
| C | 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶 | 用固体氯化钠配制100 mL 0.5 mol•L-1的溶液 |
| D | 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗 | 用溴水和CCl4除去NaBr溶液中的少量NaI |
| A． | A | B． | B | C． | C | D． | D |
；W2X2的结构式H-O-O-H．| A． | 含有较多H+的溶液 | B． | pH＜7的溶液 | ||
| C． | c（OH-）＜c（H+）的溶液 | D． | 滴加酚酞显无色溶液 |
| A． | 用灼烧闻气味法鉴别棉布和丝绸 | |
| B． | 用焰色反应鉴别NaCl和Na2SO4 | |
| C． | 用丁达尔效应鉴别Fe（OH）3胶体和FeCl3溶液 | |
| D． | 用加热的方法鉴别Na2CO3和NaHCO3固体 |
| A． | 12% | B． | 32% | C． | 44% | D． | 88% |
①2NO+H2═N2+H2O2（慢）
②H2O2+H2═2H2O（快）
T℃时测得有关实验数据如下：
| 序号 | c（NO）/mol•L-1 | c（H2）/mol•L-1 | 速率/mol•L-1•min-1 |
| Ⅰ | 0.0060 | 0.0010 | 1.8×10-4 |
| Ⅱ | 0.0060 | 0.0020 | 3.6×10-4 |
| Ⅲ | 0.0010 | 0.0060 | 3.0×10-5 |
| Ⅳ | 0.0020 | 0.0060 | 1.2×10-4 |
| A． | 整个反应速度由第①步反应决定 | |
| B． | 正反应的活化能一定是①＜② | |
| C． | 该反应速率表达式：v=5000c2（NO）•c（H2） | |
| D． | 该反应的热化学方程式为2NO（g）+2H2（g）═N2（g）+2H2O（g）△H=-664kJ•mol-1 |