Question

某課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸反應情況，用下圖所示裝置進行實驗。已知：①SO₂難溶于飽和亞硫酸氫鈉溶液；②SO₂能與酸性高錳酸鉀溶液發生氧化還原反應使之褪色（化學方程式為5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄）。

回答下列問題（注：E為止水夾，F為旋塞）：
（1）檢查A裝置的氣密性的方法            。
（2）裝置A中反應的化學方程式為           。
（3）裝置D中試管口放置的棉花應蘸有NaOH溶液，
其作用是              。
（4）裝置B具有貯存氣體的作用。當D處有明顯的現象后，關閉旋塞F并移去酒精燈，由于余熱的作用，A處仍有氣體產生，此時B中的現象是               ，B中應放置的液體是（填字母）           。

A．水

B．飽和NaHSO3溶液

C．酸性KMnO4溶液

D．NaOH溶液

（5）該小組學生做了如下實驗：取一定質量的銅片和一定體積18.4 mol·L^－1的濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到反應完畢，發現燒瓶中沒有銅片剩余。往反應后的溶液中加入足量的BaCl₂溶液，獲得沉淀3.495 g；產生的氣體恰好使200ml 0.01mol·L^-1的酸性高錳酸鉀溶液褪色，則實驗中取用的硫酸的物質的量為           。

Answer 1

（1）夾緊水夾E，關閉分液漏斗旋塞，往分液漏斗中加水，打開分液漏斗旋塞，若漏斗中水滴入部分后便停止，證明氣密性好。若水一直滴入，則氣密性不好。
（2）H₂SO₄(濃)+CuCuSO₄+SO₂↑+2H₂O
（3）吸收尾氣中SO₂，防止污染；
（4）瓶中液面下降，漏斗中液面上升； B
（5）0.02mol；

試題分析：（1）檢查A裝置的氣密性的方法是夾緊水夾E，關閉分液漏斗旋塞，往分液漏斗中加水，打開分液漏斗旋塞，若漏斗中水滴入部分后便停止，證明氣密性好。若水一直滴入，則氣密性不好。（2）在裝置A濃 與Cu發生反應，化學方程式為H₂SO₄(濃)+CuCuSO₄+SO₂↑+2H₂O. （3）SO₂是大氣污染物，如不處理，容易導致大氣污染。所以在裝置D中試管口放置的棉花應蘸有NaOH溶液，其作用是吸收尾氣中SO₂，防止污染；（4）裝置B具有貯存氣體的作用。當D處有明顯的現象后，關閉旋塞F并移去酒精燈，由于余熱的作用，A處仍有氣體產生，此時B中的現象是瓶中液面下降，漏斗中液面上升至一定的高度。由于SO₂難溶于飽和亞硫酸氫鈉溶液； SO₂能與酸性高錳酸鉀溶液發生氧化還原反應使之褪色，而且容易溶解在水中。所以B中應放置的液體是飽和NaHSO₃溶液。選項為B。根據S守恒可得n(H₂SO₄)=n(SO₄^2-)+n(SO₂)。n(SO₄^2-)=3.495 g÷233g/mol=0.015mol；根據方程式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。