Question

【題目】某化學小組欲進行如下實驗探究金屬與濃硫酸反應。試回答下列問題。

（1）利用上圖裝置研究銅與濃硫酸反應，反應化學方程式為_________； B裝置的目的是______；x溶液為___________。

（2）將上述實驗中的銅改為黃銅(銅鋅合金)，實驗后階段可觀察到倒立漏斗邊緣有氣體冒出，且越來越快。該氣體可能為____，氣體產生越來越快的原因可能是_____(答一點即可)。

驗證該氣體的實驗方案如下：

①裝置連接順序:x→_________；

②能證明上述假設成立的實驗現象是__________。

Answer 1

【答案】Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2↑+2H2O 檢驗產物SO2 NaOH溶液(其他合理答案均可) H2 反應后期，c（H+)增大，與Zn反應生成H2速率加快；黃銅為銅鋅合金，與硫酸形成原電池，產生H2速率加快；反應放熱 c→d→e→f→a→b→g E中(硬質玻璃管)黑色粉末變紅，H中(球形干燥管)固體由白色變為藍色

【解析】

（1）銅與濃硫酸在加熱條件下反應生成硫酸銅、二氧化硫和水；二氧化硫能使品紅褪色；二氧化硫屬于酸性氧化物且有毒，需進行尾氣處理，C裝置的作用吸收尾氣，防止污染環境，倒扣的漏斗防倒吸；

（2）實驗的后階段，由于濃硫酸反應變成稀硫酸，黃銅中Zn和稀硫酸反應生成氫氣；反應后期，產生氣體越來越快的可能原因是：濃硫酸變為稀硫酸，c（H+)增大，與Zn反應生成H2速率加快；黃銅為銅鋅合金，與硫酸形成原電池，產生H2速率加快；反應放熱。

①要驗證氣態產物中含H2，利用H2具有還原性，與灼熱的CuO反應生成H2O，用無水硫酸銅檢驗生成的H2O；由于生成的氣態產物中含SO2和H2O（g），所以驗證H2之前要將氣體依次通過盛有NaOH溶液、濃硫酸的洗氣瓶除去SO2、H2O（g），據此分析裝置的連接順序；

②能證明上述假設成立的實驗現象是E中固體由黑色變紅色，H中固體白色變藍色。

（1）裝置A中，Cu與濃硫酸在加熱條件下反應生成CuSO4、SO2和H2O，發生的反應為：Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2↑+2H2O，二氧化硫能使品紅褪色，B裝置的作用：檢驗產物SO2；二氧化硫屬于酸性氧化物且有毒，不能直接排空，可以用堿性溶液吸收，C中可以盛放氫氧化鈉溶液吸收SO2，倒扣的漏斗因漏斗部分口徑大，能起緩沖作用防倒吸；

（2）實驗的后階段，由于濃硫酸反應變成稀硫酸，黃銅中Zn和稀硫酸反應生成氫氣，所以倒立的漏斗邊沿有氣體冒出，該氣體可能為H2；反應后期，產生H2越來越快的可能原因是：濃硫酸變為稀硫酸，電離程度增大，c（H+)增大，與Zn反應生成H2速率加快；黃銅為銅鋅合金，與硫酸形成原電池，產生H2速率加快；反應放熱；

①由于生成的氣態產物中含SO2和H2O（g），所以驗證H2之前要將氣體依次通過盛有NaOH溶液、濃硫酸的洗氣瓶除去SO2、H2O（g），所以裝置連接順序為x→c→d→e→f；氫氣具有還原性，能將黑色的氧化銅粉末還原為紅色Cu，水蒸氣能使無水硫酸銅變藍色；若有氫氣生成，E中固體由黑色變紅色，H中固體白色變藍色，所以裝置連接順序為x→c→d→e→f→a→b→g；

②氫氣具有還原性，能將黑色的氧化銅粉末還原為紅色Cu，若有氫氣生成，E中固體由黑色變紅色，水蒸氣能使無水硫酸銅變藍色，H中固體白色變藍色。