Question

某课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸反应情况，用下图所示装置进行实验。已知：①SO₂难溶于饱和亚硫酸氢钠溶液；②SO₂能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应使之褪色（化学方程式为5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄）。

回答下列问题（注：E为止水夹，F为旋塞）：
（1）检查A装置的气密性的方法            。
（2）装置A中反应的化学方程式为           。
（3）装置D中试管口放置的棉花应蘸有NaOH溶液，
其作用是              。
（4）装置B具有贮存气体的作用。当D处有明显的现象后，关闭旋塞F并移去酒精灯，由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中的现象是               ，B中应放置的液体是（填字母）           。

A．水

B．饱和NaHSO3溶液

C．酸性KMnO4溶液

D．NaOH溶液

（5）该小组学生做了如下实验：取一定质量的铜片和一定体积18.4 mol·L^－1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，发现烧瓶中没有铜片剩余。往反应后的溶液中加入足量的BaCl₂溶液，获得沉淀3.495 g；产生的气体恰好使200ml 0.01mol·L^-1的酸性高锰酸钾溶液褪色，则实验中取用的硫酸的物质的量为           。

Answer 1

（1）夹紧水夹E，关闭分液漏斗旋塞，往分液漏斗中加水，打开分液漏斗旋塞，若漏斗中水滴入部分后便停止，证明气密性好。若水一直滴入，则气密性不好。
（2）H₂SO₄(浓)+CuCuSO₄+SO₂↑+2H₂O
（3）吸收尾气中SO₂，防止污染；
（4）瓶中液面下降，漏斗中液面上升； B
（5）0.02mol；

试题分析：（1）检查A装置的气密性的方法是夹紧水夹E，关闭分液漏斗旋塞，往分液漏斗中加水，打开分液漏斗旋塞，若漏斗中水滴入部分后便停止，证明气密性好。若水一直滴入，则气密性不好。（2）在装置A浓 与Cu发生反应，化学方程式为H₂SO₄(浓)+CuCuSO₄+SO₂↑+2H₂O. （3）SO₂是大气污染物，如不处理，容易导致大气污染。所以在装置D中试管口放置的棉花应蘸有NaOH溶液，其作用是吸收尾气中SO₂，防止污染；（4）装置B具有贮存气体的作用。当D处有明显的现象后，关闭旋塞F并移去酒精灯，由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中的现象是瓶中液面下降，漏斗中液面上升至一定的高度。由于SO₂难溶于饱和亚硫酸氢钠溶液； SO₂能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应使之褪色，而且容易溶解在水中。所以B中应放置的液体是饱和NaHSO₃溶液。选项为B。根据S守恒可得n(H₂SO₄)=n(SO₄^2-)+n(SO₂)。n(SO₄^2-)=3.495 g÷233g/mol=0.015mol；根据方程式5SO₂+ 2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄可得n(SO₂)= 5/2×n(KMnO₄)= 5/2×0.2L×0.01mol/L=0.005mol.所以n(H₂SO₄)=0.02mol。