Question

11．某課外活動小組為探究金屬與濃硫酸反應，進行了如下實驗．
Ⅰ．探究濃硫酸與銅反應時硫元素與氫元素的氧化性強弱：實驗裝置如圖所示．（固定裝置已略去）

（1）A中反應的化學方程式為2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+SO₄^2-+Cu²⁺+2H₂O．
（2）實驗過程中，能證明濃硫酸與銅反應后產(chǎn)物中硫元素的氧化性強于氫元素的現(xiàn)象是D裝置中黑色固體顏色無變化，E中溶液褪色．
Ⅱ．研究過量的鋅與濃硫酸反應產(chǎn)生的氣體：
（3）過量的鋅與濃硫酸反應制取的二氧化硫氣體中可能含有的雜質(zhì)是氫氣和水蒸氣；
（4）某同學用下列裝置連接成一整套實驗裝置以驗證（3）的判斷是否正確，若按氣體從左到右流向時，氣體流經(jīng)的各裝置導管的編號依次是cd（或dc）ab（或ba）e（用a、b…填寫）．

（5）根據(jù)（4）確定的實驗過程，請將實驗時有關裝置中所盛藥品、實驗現(xiàn)象、結論或解釋填入下列橫線上：

裝置	所盛藥品	實驗現(xiàn)象	結論或解釋
B	①	②	③
C	CuO固體	④	⑤

①無水硫酸銅
②固體由白色變成藍色
③SO₂中含有水蒸氣
④C裝置中固體由黑色變成紅色，D裝置內(nèi)固體由白色變成藍色
⑤SO₂中含有氫氣．

Answer 1

分析 （1）銅與濃硫酸加熱反應生成硫酸銅、二氧化硫氣體和水，據(jù)此寫出反應的化學方程式；
（2）根據(jù)C中氧化銅是否被還原及E中品紅溶液是否褪色判斷；
（3）隨著反應的進行濃硫酸被消耗會變成稀硫酸，鋅與稀硫酸反應產(chǎn)生氫氣，所以SO₂中的雜質(zhì)可能為H₂和H₂O（g）；
（4）檢驗H₂的方法常用灼熱的CuO反應生成水，檢驗水的存在，這里有水蒸氣的存在，注意操作的順序，先檢驗水的存在，將水除盡，再檢驗H₂和CuO反應生成的水；
（5）實驗先檢驗是否含有水，利用無水硫酸銅吸水變藍色檢驗；將水除盡，再檢驗H₂和CuO反應生成的水．

解答 解：（1）碳和濃硫酸在加熱條件下生成二氧化碳、二氧化硫和水，反應的化學方程式為：2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+SO₄^2-+Cu²⁺+2H₂O，
故答案為：2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+SO₄^2-+Cu²⁺+2H₂O；
（2）由于D裝置中黑色固體顏色無變化，E中溶液褪色，說明反應生成了二氧化硫，證明反應中S元素被還原，在反應中作氧化劑，而氫離子沒有被還原，所以濃硫酸的中S的氧化性大于氫離子，
故答案為：D裝置中黑色固體顏色無變化，E中溶液褪色；
（3）隨著反應的進行濃硫酸被消耗會變成稀硫酸，鋅與稀硫酸反應產(chǎn)生氫氣，所以SO₂中的雜質(zhì)可能為H₂和H₂O（g），
故答案為：氫氣和水蒸氣；
（4）先檢驗水的存在，將水除盡，再檢驗H₂和CuO反應生成的水，B裝置檢驗水，A裝置除去氣體中的水蒸氣，C、D用于檢驗氣體中是否含有H₂，所以氣流方向為：c d（或d c）a b（或b a）e，
故答案為：c d（或d c）a b（或b a）e；
（5）B裝置檢驗水，裝置內(nèi)盛放無水硫酸銅，若固體由白色變成藍色，說明SO₂中含有水蒸氣；
若含有H₂，在裝置C中發(fā)生反應H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，固體由黑色變成紅色，D裝置內(nèi)固體由白色變成藍色，說明SO₂中含有氫氣，
故答案為：①無水硫酸銅；②固體由白色變成藍色；③SO₂中含有水蒸氣；④C裝置中固體由黑色變成紅色，D裝置內(nèi)固體由白色變成藍色；⑤SO₂中含有氫氣．

點評 本題考查性質(zhì)方案的設計，涉及濃硫酸的性質(zhì)、常見氣體檢驗的方法和操作順序、對實驗原理的理解等，題目難度中等，注意掌握濃硫酸的性質(zhì)及常見氣體的檢驗方法，（5）中要檢驗SO₂中是否含有H₂和H₂O（g），需要注意檢驗的順序，應該先檢驗水，除去二氧化硫后再檢驗氫氣，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學實驗能力．