Question

【題目】某化學興趣小組為探究銅與濃硫酸的反應，用下圖所示裝置進行有關實驗。請回答：

（1）裝置A中發生反應的化學方程式為_______________。

（2）裝置D中試管口放置的棉花中應浸一種液體，這種液體是_________。

（3）裝置B的作用是貯存多余的氣體。當D處有明顯的現象后，關閉旋塞K，移去酒精燈，但由于余熱的作用，A處仍有氣體產生，此時B中長頸漏斗內液面上升，廣口瓶內液面下降，則B中應放置的液體是(填字母)___。

a.水 b.酸性KMnO4溶液 c.濃溴水 d.飽和NaHSO3溶液

（4）實驗中，取一定質量的銅片和V L 18 mol·L－1硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到反應完畢，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有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解，你認為原因是_____________。

②下列藥品中能用來證明反應結束后的燒瓶中確有余酸的是__(填字母)。

A.鐵粉 b.BaCl2溶液 c.銀粉 d.Na2CO3溶液

③實驗結束時測得銅減少了3.2 g，則被還原的硫酸的物質的量為_____mol；轉移的電子為_____mol；反應后溶液中硫酸根離子的物質的量濃度為_________mol·L－1。（反應后溶液的體積為V L）

Answer 1

【答案】 Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O 堿液 d 隨著反應的進行，濃硫酸變為稀硫酸，而銅不能與稀硫酸反應 ad 0.05 0.1 (18V-0.05)/V

【解析】（1）加熱條件下，Cu和濃硫酸反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O。（2）二氧化硫屬于酸性氧化物且有毒，不能直接排空，可以用堿液吸收，所以棉花蘸取的溶液可以為NaOH溶液等堿性溶液；其作用是吸收多余的二氧化硫，防止二氧化硫溢出而污染大氣。（3）當D處有明顯的現象后，關閉旋塞K，移去酒精燈，但由于余熱的作用，A處仍有氣體產生，導致B中氣體壓強增大，氣壓使B中液體通過長頸漏斗液面上升，從而減小壓強，防止安全事故發生，此時B中現象是瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升；B裝置的作用是貯存氣體，所以B中盛放液體不能和二氧化硫反應，水、酸性高錳酸鉀及濃硝酸都能和二氧化硫反應，只有亞硫酸氫鈉和二氧化硫不反應，答案選d；（4）①一定質量的銅片和一定體積18molL-1的濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，濃硫酸隨著反應進行，濃度變小成為稀硫酸，稀硫酸不再和銅發生反應，所以有一定量的余酸但未能使用銅片完全溶解；②能用來證明反應結束后的燒瓶中確有余酸，實質證明氫離子的存在，a．鐵粉與稀硫酸反應放氣體，可以證明稀硫酸有剩余，a正確；b．BaCl2溶液加入后出現白色沉淀，但因為生成產物中有硫酸銅生成，也可以生成白色沉淀，故不能證明稀硫酸有剩余，b錯誤；c．銀粉不與稀硫酸反應，不能證明稀硫酸有剩余，c錯誤；d．Na2CO3溶液會與稀硫酸反應放出二氧化碳氣體，可以證明稀硫酸有剩余，d正確；答案選ad；③實驗結束時測得銅減少了3.2 g，物質的量是0.05mol，根據方程式可知被還原的硫酸的物質的量為0.05mol；銅元素化合價從0價升高到+2價，轉移的電子為0.05mol×2＝0.1mol；生成二氧化硫是0.05mol，硫酸的物質的量是18Vmol，根據硫原子守恒可知反應后硫酸根的物質的量是18Vmol－0.05mol，所以反應后溶液中硫酸根離子的物質的量濃度為(18V-0.05)/V mol·L－1。