Question

某研究性學習小組為探究Cu與濃H₂SO₄的反應及其產(chǎn)物SO₂的性質，設計如圖1實驗裝置：
（1）寫出銅與濃硫酸反應的化學方程式：

 

；浸有堿液的棉花的作用是

 

．
（2）該小組同學在實驗中發(fā)現(xiàn)以上實驗裝置有相當多不足之處，如實驗不夠安全和易造成環(huán)境污染等．為改進實驗和更多地了解SO₂的性質，經(jīng)過同學問的討論和與老師的交流，設計了如圖2實驗裝置．
①請寫出長導管B的作用

 

 （只寫一點就可）．
②對試管A中的濃H₂SO₄和銅片進行加熱，發(fā)現(xiàn)E試管中有氣泡逸出，品紅溶液很快褪色，但最終未見D試管中氫氧化鋇溶液出現(xiàn)渾濁．為探究D試管中未出現(xiàn)渾濁的原因，該小組同學在化學手冊中只查閱到下列物質常溫下的溶解度數(shù)據(jù)：

物質	溶解度（g/100水）	物質	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

請你應用類比研究方法幫他們預測D試管未出現(xiàn)渾濁的原因：

 

．
③為驗證D試管中溶液的組成，進行了下列實驗，請你幫他們完成下列實驗內容：

實驗方案	現(xiàn)象
1．取少量溶液于試管中，加入稀鹽酸，加熱， 用濕潤的藍色石蕊試紙檢驗生成的氣體．
2．取少量溶液于試管中，加入

Answer 1

分析：（1）根據(jù)濃硫酸的強氧化性及還原產(chǎn)物二氧化硫寫出反應式，因二氧化硫為酸性氧化物、有毒，故用堿液吸收防止污染環(huán)境；
（2）①可以從實驗安全角度分析裝置中長導管的作用；
②根據(jù)表中CaCO₃、Ca（HCO₃）₂的溶解度類比Ba（HSO₃）₂的溶解度，由此解釋現(xiàn)象；
③根據(jù)Ba（HSO₃）₂與氫氧化鈉、鹽酸反應原理來推測反應現(xiàn)象．

解答：解：（1）濃硫酸把銅氧化成硫酸銅，本身被還原成二氧化硫，反應方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；二氧化硫有毒，具有酸性氧化物的通性，可與堿反應生成鹽和水，所以可用堿液吸收二氧化硫，防止污染空氣．
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；吸收SO₂防止污染空氣；
（2）①從安全角度考慮可能發(fā)揮的作用，從防倒吸來看，長導管起平衡內外壓強的作用；從環(huán)保角度看，裝置中有未排出的二氧化硫，可從B導管通入空氣，以便把裝置中殘留的二氧化硫排出被堿吸收，防止拆除裝置使二氧化硫污染大氣，
故答案為：防止C中的液體倒吸（或檢驗反應時導管是否堵塞或拆卸裝置前從B管口向試管A中大量鼓氣，以排盡A中的SO₂氣體，不會產(chǎn)生污染等）；
②根據(jù)表中CaCO₃、Ca（HCO₃）₂的溶解度可知，Ca（HCO₃）₂的溶解度遠大于CaCO₃，由此類比Ba（HSO₃）₂的溶解度遠大于BaSO₃，預測了D試管未出現(xiàn)渾濁的原因是生成了溶解度較大的Ba（HSO₃）₂，
故答案為：生成了溶解度較大的Ba（HSO₃）₂； 
③Ba（HSO₃）₂和HCl反應的方程式為：Ba（HSO₃）₂+2HCl═BaCl₂+2H₂O+2SO₂↑，二氧化硫為酸性氣體遇石蕊變紅，所以現(xiàn)象為：試管中有氣泡產(chǎn)生，濕潤的藍色石蕊試紙變紅；
Ba（HSO₃）₂為酸式鹽，能夠與氫氧化鈉溶液反應生成亞硫酸鋇沉淀，所以加入試劑為氫氧化鈉溶液，反應的方程式為：Ba（HSO₃）₂+2NaOH═BaSO₃↓+H₂O+Na₂SO₃，所以看到的現(xiàn)象為有渾濁出現(xiàn)，
故答案為：試管中有氣泡產(chǎn)生，濕潤的藍色石蕊試紙變紅；NaOH溶液；試管中出現(xiàn)渾濁．

點評：本題考查了硫酸及二氧化硫的性質，題目難度中等，注意掌握濃硫酸的化學性質、二氧化硫的檢驗方法；解答本題時注意充分利用圖示和圖表信息，結合題目設問進行分析．