摘要:在水中溶解性很大的气体:防倒吸
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(1)写出铜与浓硫酸反应的化学方程式:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2+2H2O
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Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2+2H2O
;浸有碱液的棉花的作用是:
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吸收SO2防止污染空气
吸收SO2防止污染空气
.(2)该小组同学在实验中发现以上实验装置有相当多不足之处,如实验不够安全和易造成环境污染等.为改进实验和更多地了解SO2的性质,经过同学间的讨论和与老师的交流,设计了如图实验装置.
①对试管A中的浓H2SO4和铜丝进行加热,发现E试管中有气泡逸出,品红溶液 很快褪色,但最终 未见D试管中氢氧化钡溶液出现浑浊.为探究D试管中未出现浑浊的原因,该小组同学在化学手册中只查阅到下列物质常温下的溶解度数据:
| 物质 | 溶解度(g/100水) | 物质 | 溶解度(g/100水) |
| Ca(OH)2 | 0.173 | Ba(OH)2 | 3.89 |
| CaCO3 | 0.0013 | BaSO3 | 0.016 |
| Ca(HCO3)2 | 16.60 |
生成了溶解度较大的Ba(HSO3)2
生成了溶解度较大的Ba(HSO3)2
.②为验证D试管中溶液的组成,进行了下列实验,请你帮他们完成实验报告.
| 实验方案 | 现象 |
| 1取少量溶液于试管中,加入氢氧化钠溶液 | |
| 2取少量溶液于试管中,加入稀盐酸,加热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的气体. |
A D
A D
(填写字母编号).A.铝粉 B.氯化钡溶液 C.银粉 D.碳酸氢钠溶液
(4)请写出长导管B的作用
防止C中的液体倒吸(或检验反应时导管是否堵塞或拆卸装置前从B管口向试管A中大量鼓入空气,
以排尽A中的二氧化硫气体,不会产生污染等)
以排尽A中的二氧化硫气体,不会产生污染等)
防止C中的液体倒吸(或检验反应时导管是否堵塞或拆卸装置前从B管口向试管A中大量鼓入空气,
以排尽A中的二氧化硫气体,不会产生污染等)
(只写一点就可).以排尽A中的二氧化硫气体,不会产生污染等)
请回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
| ||
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
;
| ||
(2)请写出玻璃导管的作用
防止B中的液体倒吸
防止B中的液体倒吸
(只写一点就可);(3)对试管A进行加热,发现D试管中有气泡逸出,品红溶液很快褪色,但最终未见C试管中氢氧化钡溶液出现浑浊,为探究C试管中未出现浑浊的原因,该小组同学在化学手册中只查阅到下列物质常温下的溶解度数据:
| 物质 | 溶解度 | 物质 | 溶解度 |
| Ca(OH)2 | 0.173 | Ba(OH)2 | 3.89 |
| CaCO3 | 0.0013 | BaSO3 | 0.016 |
| Ca(HCO3)2 | 16.60 |
生成了溶解度较大的亚硫酸氢钡
生成了溶解度较大的亚硫酸氢钡
;(4)为验证C试管中溶液的组成,进行了下列实验,请你帮助完成下列实验报告:
| 实验方案 | 现象 |
| 方案1:取少量溶液于试管中,加入稀盐酸,加热,用① 湿润的品红试纸 湿润的品红试纸 检验产生的气体. |
② 试管中有气泡生成,品红试纸褪色 试管中有气泡生成,品红试纸褪色 |
| 方案2:取少量溶液于试管中,加入③ 氢氧化钠 氢氧化钠 溶液并观察现象. |
④ 试管中出现浑浊 试管中出现浑浊 |
溶液由无色恢复为红色
溶液由无色恢复为红色
,该实验可以达到的目的是二氧化硫和有色物质生成的无色物质是不稳定的
二氧化硫和有色物质生成的无色物质是不稳定的
;(6)试管D用于吸收多余的SO2,向吸收SO2后的混合溶液中加少许溴水,振荡后溶液变为无色,写出加溴水后褪色反应的离子方程式.
SO32-+Br2+2OH-=H2O+SO42-+2Br-
SO32-+Br2+2OH-=H2O+SO42-+2Br-
.某研究性学习小组为了研究Cu与浓H2SO4的反应和比较Cu的+1价化合物与+2价化合物的稳定性,设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出)实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品,铜丝被卷成螺旋状,一端投入浓H2SO4中,另一端露置在液面上方.

以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录.
材料一:小组交流记录
学生1:加热前,无现象发生;加热后,液面下铜丝变黑,产生气泡,有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中,黑色物质是什么?值得探究!
学生2:我也观察到黑色颗粒状物质,后来逐渐转变为灰白色固体,我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4.
学生3:你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑,而且试管上部内壁有少量淡黄色S固体凝聚,会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应,我查资料发现:2Cu+S
Cu2S(黑色)
材料二、探究实验剪辑
实验1:将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑,然后插入稀硫酸中,铜丝重新变得光亮,溶液呈蓝绿色;将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑,然后插入稀硫酸中无变化.
实验2:截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝,插入稀硫酸中无变化;将浓硫酸液面下方变黑的铜丝,插入稀硫酸、黑色明显变浅,溶液呈蓝绿色.
实验3:将溶液中的黑色颗粒状物质,经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热,然后冷却,用电子天平称重发现质量减小10%左右.
根据上述材料回答下列问题:
(1)A试管上方的长导管的作用是;
的作用是
(2)加热过程中,观察到A试管中出现大量白色烟雾,起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质,在持续加热浓硫酸(沸腾)时,淡黄色固体物质又慢慢地消失.写出淡黄色固体消失的化学反应方程式:
(3)对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热,很快发现C试管中品红溶液褪色,但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀.学生1猜想是由于SO2溶解度较大,生成了Ca(SHO3)2的缘故.请你设计实验验证学生1的猜想
(4)根据上述研究,结合所学知识,你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是:
(5)学生2将反应后的反应液稀释后进行检验,发现溶液呈酸性,对比,学生2提出猜想是:铜与浓硫酸反应生成的硫酸铜水解使溶液呈酸性,请写出该水解反应的离子方程式:
你的猜想是:
请你设计一个简单的实验以验证你的猜想:
(6)该研究性学习小组的同学为了比较Cu的+1价化合物和+2价化合物的稳定性,他们取98gCu(OH)2固体,加热至80℃-100℃时,得到黑色固体粉末,继续加热到1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末X.冷却后称量,X的质量为72g.向X中加入过量稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到容器中还有红色固体存在,据此可推得,X的化学式为
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以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录.
材料一:小组交流记录
学生1:加热前,无现象发生;加热后,液面下铜丝变黑,产生气泡,有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中,黑色物质是什么?值得探究!
学生2:我也观察到黑色颗粒状物质,后来逐渐转变为灰白色固体,我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4.
学生3:你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑,而且试管上部内壁有少量淡黄色S固体凝聚,会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应,我查资料发现:2Cu+S
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材料二、探究实验剪辑
实验1:将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑,然后插入稀硫酸中,铜丝重新变得光亮,溶液呈蓝绿色;将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑,然后插入稀硫酸中无变化.
实验2:截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝,插入稀硫酸中无变化;将浓硫酸液面下方变黑的铜丝,插入稀硫酸、黑色明显变浅,溶液呈蓝绿色.
实验3:将溶液中的黑色颗粒状物质,经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热,然后冷却,用电子天平称重发现质量减小10%左右.
根据上述材料回答下列问题:
(1)A试管上方的长导管的作用是;
导气、冷凝、回流
导气、冷凝、回流
;D、E两支试管中CCl4的作用是
防止倒吸
防止倒吸
.(2)加热过程中,观察到A试管中出现大量白色烟雾,起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质,在持续加热浓硫酸(沸腾)时,淡黄色固体物质又慢慢地消失.写出淡黄色固体消失的化学反应方程式:
S+2H2SO4(浓)
3SO2↑+2H2O
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S+2H2SO4(浓)
3SO2↑+2H2O
.
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(3)对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热,很快发现C试管中品红溶液褪色,但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀.学生1猜想是由于SO2溶解度较大,生成了Ca(SHO3)2的缘故.请你设计实验验证学生1的猜想
取样后,向其中加氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(其他答案也合理)
取样后,向其中加氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(其他答案也合理)
.(4)根据上述研究,结合所学知识,你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是:
CuO、CuS、Cu2S
CuO、CuS、Cu2S
.(写化学式)(5)学生2将反应后的反应液稀释后进行检验,发现溶液呈酸性,对比,学生2提出猜想是:铜与浓硫酸反应生成的硫酸铜水解使溶液呈酸性,请写出该水解反应的离子方程式:
Cu2++H2O
Cu(OH)2+2H+
Cu2++H2O
Cu(OH)2+2H+
.你的猜想是:
铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性
铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性
;请你设计一个简单的实验以验证你的猜想:
取稀释后的溶液适量于试管中,加入足量的铁粉,若有无色无味的气体产生,证明硫酸过量(其他答案也合理)
取稀释后的溶液适量于试管中,加入足量的铁粉,若有无色无味的气体产生,证明硫酸过量(其他答案也合理)
.(6)该研究性学习小组的同学为了比较Cu的+1价化合物和+2价化合物的稳定性,他们取98gCu(OH)2固体,加热至80℃-100℃时,得到黑色固体粉末,继续加热到1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末X.冷却后称量,X的质量为72g.向X中加入过量稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到容器中还有红色固体存在,据此可推得,X的化学式为
Cu2O
Cu2O
,可以得出的结论是 高于100°C时Cu2O比CuO稳定,在溶液中Cu2+比Cu+稳定
高于100°C时Cu2O比CuO稳定,在溶液中Cu2+比Cu+稳定
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