2.某校化學(xué)興趣小組的同學(xué)在探究金屬的化學(xué)性質(zhì)時,發(fā)現(xiàn)銅與稀硫酸在常溫或加熱的條件下均不反應(yīng).那么,銅與濃硫酸能否發(fā)生反應(yīng)呢?他們就銅與濃硫酸是否能反應(yīng)及相關(guān)問題進行了實驗探究.
【探究一】:銅與濃硫酸是否能反應(yīng)?
同學(xué)們設(shè)計了如圖1所示裝置進行探究.
(1)中對產(chǎn)物只是SO
2和CuSO
4的判斷是否準(zhǔn)確否(填“是”或“否”),其理由是反應(yīng)物中含H元素,反應(yīng)前后元素種類不變.寫出銅與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu+2 H
2SO
4(濃)
△CuSO
4+SO
2↑+2 H
2O.
(2)根據(jù)以上探究和已掌握的知識,該興趣小組的同學(xué)設(shè)計了兩種用銅制取硫酸銅的實驗方案:
方案一:Cu$→_{加熱}^{濃硫酸}$CuSO
4 方案二:Cu$→_{加熱}^{O_{2}}$CuO$\stackrel{稀硫酸}{→}$CuSO
4經(jīng)過對兩種方案的討論、對比,同學(xué)們認(rèn)為方案二具有的優(yōu)點有BC(填序號),所以工業(yè)上制備硫酸銅不是直接利用濃硫酸與銅反應(yīng).
A.提高銅的利用率 B.提高硫酸的利用率 C.不產(chǎn)生污染大氣的SO
2【探究二】:測定反應(yīng)殘余清液中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)
同學(xué)們對上述實驗后試管內(nèi)殘余清液成分進行了討論,過量的銅與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)不能將硫酸耗盡.為測定反應(yīng)殘余清液中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù),探究小組同學(xué)提出了下列實驗方案:
:含雜質(zhì)的鋅與稀硫酸反應(yīng)時比純鋅與稀硫酸反應(yīng)更快,放出大量熱
:甲方案:與足量BaCl
2溶液反應(yīng),稱量生成的BaSO
4質(zhì)量.
乙方案:與足量鋅粒反應(yīng),測量生成氫氣的體積.
回答下列問題:
(1)該反應(yīng)中即使銅過量也不能將硫酸完全反應(yīng)的原因是銅與稀硫酸不反應(yīng);
(2)甲方案是否可行?不可行(填“可行”或“不可行”),理由是加入足量BaCl
2溶液只能求出SO
42-質(zhì)量,不能求出剩余硫酸的濃度;
(3)小王同學(xué)選用圖2中的部分實驗裝置進行了乙方案的實驗:
①你認(rèn)為圖2中最簡易的裝置及其連接順序是:ACE;
②實驗開始時,先打開分液漏斗上口的玻璃塞,再輕輕打開其活塞,過一會兒后殘余清液就不能順利滴入錐形瓶.其原因是AB(填序號);
A.鋅與硫酸銅反應(yīng)生成了銅,不純的鋅與硫酸反應(yīng)速率加快;
B.反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體且放熱,使瓶中壓強增大;
③某學(xué)生想用排水法收集氫氣并檢驗其純度,應(yīng)選擇圖3中的集氣裝置B (填“A”或“B”).
(4)小張同學(xué)用如圖4所示裝置進行了乙方案的實驗
①連接儀器,檢查此裝置氣密性.下列能說明裝置氣密性良好的是A(填序號);
A.連接儀器后,向水準(zhǔn)管中注水,直至左右兩邊管內(nèi)形成穩(wěn)定高度差.
B.向水準(zhǔn)管內(nèi)注水,連接好左側(cè)裝置,抬高水準(zhǔn)管,左右兩邊液面始終相平.
②實驗中使Y形管中的殘余清液與鋅粒反應(yīng)的正確操作是傾斜,將鋅粒(選填“鋅!被颉皻堄嗲逡骸保┺D(zhuǎn)移到Y(jié)形管的另一邊.殘余清液與鋅;旌虾蟮默F(xiàn)象是鋅粒逐漸溶解、
鋅表面析出紅色固體、產(chǎn)生大量氣泡,放出熱量.
③反應(yīng)完畢后,每間隔1分鐘讀取氣體體積、氣體體積逐漸減小,直至體積不變.氣體體積逐漸減小的原因是
反應(yīng)放熱,氣體在冷卻過程中體積逐漸減少(排除儀器和實驗操作的影響因素).
④該實驗中殘余清液質(zhì)量為a g,測得生成氣體體積為b mL(假設(shè)在實驗條件下氣體密度為c g/mL),殘余清液中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{49bc}{a}$(用含a、b、c的式子表示).
⑤若實驗中測得殘余清液中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大,下列可能的原因是c.
a.裝置漏氣 b.讀取數(shù)據(jù)時水準(zhǔn)管的水面高于量氣管的水面
c.未待冷卻就讀取量氣管讀數(shù).