Question

【題目】某化學課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應情況，用下圖所示裝置進行了有關實驗：

（1）實驗中他們取6．4g銅片和12mL 18mol·L－1濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到反應完畢，最后發現燒瓶中還有銅片剩余，該小組學生根據所學的化學知識認為還有一定量的硫酸剩余。

①請寫出銅跟濃硫酸反應的化學方程式：___________________________________________

②為什么有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解，你認為原因是：____________________。

③下列藥品中能夠用證明反應結束后的燒瓶中確有余酸的是：________（填寫字母編號）。

A．鐵粉 B．氯化鋇溶液 C．銀粉 D．碳酸氫鈉溶液

（2）為定量測定余酸的物質的量濃度，某位同學進行了如下設計：先測定銅與濃硫酸反應產生SO2的量，再計算余酸的物質的量濃度。他認為測定SO2的量的方法有多種，請問下列實驗方案中可行的是__________（填寫字母編號）。其中計算結果余酸物質的量濃度比實際偏高的是_______________（填寫字母編號）

A．將裝置A產生的氣體緩緩通過預先稱量過的盛有堿石灰的干燥管，結束反應后再次稱量

B．將裝置A產生的氣體緩緩通入足量用稀硫酸酸化的高錳酸鉀溶液，再加入足量氯化鋇溶液，過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀

C．用排水法測定裝置A產生氣體的體積（已折算成標準狀況）

D．將裝置A產生的氣體緩緩通入足量氫氧化鋇溶液，反應完全后，過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀

E．將裝置A產生的氣體緩緩通入足量硝酸酸化的硝酸鋇溶液，反應完全后，過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀（已知：硝酸具有強氧化性）

若A項不可行，請寫出改進的方法：___________________（若A項可行則該空寫“不用改進”）

Answer 1

【答案】 ①Cu + 2H2SO4（濃）CuSO4+ SO2↑+ 2H2O 隨著反應進行，硫酸被消耗，且產物有水生成，所以濃硫酸變成稀硫酸，反應會停止 AD E C A產生的氣體先經濃硫酸干燥，后用堿石灰吸收

【解析】（1）①銅跟濃硫酸加熱反應生成硫酸銅和二氧化硫等；正確答案：Cu + 2H2SO4（濃）CuSO4+ SO2↑+ 2H2O；

②隨著反應進行，硫酸被消耗，且產物有水生成，所以濃硫酸變成稀硫酸，銅與稀硫酸不反應，反應會停止；正確答案：隨著反應進行，硫酸被消耗，且產物有水生成，所以濃硫酸變成稀硫酸，反應會停止；

③金屬鐵與稀硫酸反應產生氣體，A正確；溶液中有硫酸銅和稀硫酸，硫酸根離子都能與鋇離子反應生成硫酸鋇沉淀，無法證明結論；B錯誤；銀與稀硫酸不反應，沒有現象，無法證明；C錯誤；碳酸氫鈉溶液與稀硫酸反應生成二氧化碳氣體，D正確；正確選項：AD；

（2）SO2中混有水蒸氣，堿石灰也吸收水蒸氣，SO2的量偏大，測定余酸物質的量濃度偏小；A錯誤；

SO2能夠被稀硫酸酸化的高錳酸鉀溶液氧化為硫酸根離子，與氯化鋇溶液反應生成沉淀，稀硫酸中還有硫酸根離子，SO2的量偏大，根據硫原子守恒規律，所測余酸物質的量濃度偏小；B錯誤；

SO2以1:40溶解于水，且和水發生反應，SO2的量偏小，根據硫原子守恒規律，所測余酸物質的量濃度偏大，C錯誤；

SO2氣體與氫氧化鋇溶液反應，生成亞硫酸鋇沉淀，該沉淀在空氣中易被氧化為硫酸鈣，導致固體質量增加，SO2的量偏大，根據硫原子守恒規律，測定余酸物質的量濃度偏小； D錯誤；

SO2被硝酸氧化為硫酸根離子，然后再與鋇離子結合生成硫酸鋇沉淀，反應完全后，過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀，結果準確；E正確；

正確選項：E；C；

A項中主要是水蒸氣被堿石灰吸收帶來的誤差，導致所測SO2的含量增大，所以要除去水蒸氣，用濃硫酸即可；正確答案：A產生的氣體先經濃硫酸干燥，后用堿石灰吸收；