Question

【題目】某化學小組欲進行如下的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，A裝置反應的化學方程式為_________________。B裝置反應的化學方程式為__________________________，C裝置的作用是_________________________。

(2)將上述實驗中的銅改為鐵，在常溫下進行，無明顯現象，其原因是__________________。在加熱條件下，實驗的后階段可觀察到倒立的漏斗邊沿有氣體冒出，該氣體可能為____________________。

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↑+2H2O5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = 2MnSO4+ K2SO4 + 2H2SO4吸收尾氣，防止污染環境防倒吸常溫下，濃硫酸使Fe鈍化H2c→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）濃硫酸具有強氧化性，在加熱條件下與銅反應生成CuSO4、SO2和H2O ，化學方程式為：Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O；酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性，二氧化硫具有還原性，二者發生氧化還原反應生成硫酸錳、硫酸鉀和硫酸，反應的化學方程式為：5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = 2MnSO4+ K2SO4 + 2H2SO4； 二氧化硫氣體有毒，污染空氣，常用氫氧化鈉溶液進行尾氣的處理，所以C裝置可以吸收尾氣，防止污染環境，同時倒置的漏斗還能起到防倒吸作用；綜上所述，本題答案是：Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O ；5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = 2MnSO4+ K2SO4 + 2H2SO4 ；吸收尾氣，防止污染環境，防倒吸。

(2)常溫下，鐵遇濃硫酸發生鈍化，阻止反應的發生，所以無明顯現象；在加熱條件下，鐵表面的氧化膜被破壞，反應繼續進行，鐵和濃硫酸加熱反應生成二氧化硫氣體，隨著反應的進行，濃硫酸變為稀硫酸，稀硫酸與鐵反應生成氫氣，因為氫氣與酸性高錳酸鉀溶液、氫氧化鈉溶液不反應，所以實驗的后階段可觀察到倒立的漏斗邊沿有氣體冒出，該氣體為氫氣；綜上所述，本題答案是：常溫下，濃硫酸使Fe鈍化；H2。

①若要驗證該氣體是氫氣，根據可供選擇的裝置及藥品，先除去二氧化硫，再吸水干燥，然后通入灼熱的氧化銅，最后檢驗產物是水，所以裝置連接順序：x→c→d→e→f→a→b→g ；綜上所述，本題答案是：c→d→e→f→a→b→g。

②若E中（硬質玻璃管）黑色粉末變紅，說明生成了銅單質，同時H中（球形干燥管）固體由白色變為藍色，說明生成了水，由此可證明上述假設成立；綜上所述，本題答案是：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。