Question

某化學(xué)課外興趣小組為探究銅與濃硫酸的反應(yīng)，用右圖所示的裝置進(jìn)行實驗：
請回答下列問題：
（1）B是用來收集實驗中產(chǎn)生氣體的裝置，但未將導(dǎo)管畫全，請將裝置圖補(bǔ)充完整．
（2）實驗中他們?nèi)?.4g銅片和12mL18mol?L^-1濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到反應(yīng)停止，最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余，該小組中的同學(xué)認(rèn)為還有一定量的硫酸剩余．
①寫出銅與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：______，
實驗中若有mg銅參加了反應(yīng)，則有______mol硫酸被______（填“氧化”或“還原”），轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為______mol．
②下列試劑中，能證明反應(yīng)停止后燒瓶中有硫酸剩余的是______（填寫字母編號）．
A．硫酸鈉溶液B．氯化鋇溶液C．銀粉D．碳酸鈉溶液
③為什么有一定量的硫酸剩余但未能使銅片完全溶解？你認(rèn)為的原因是______
（3）為了測定剩余硫酸的物質(zhì)的量濃度，該興趣小組設(shè)計了三個實驗方案：
方案一：將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄟ^已稱量過的裝有堿石灰的干燥管，反應(yīng)停止后再次稱量，兩次質(zhì)量差即是吸收的二氧化硫．
方案二：將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄈ胱懔康挠昧蛩崴峄�的高錳酸鉀溶液，再加入足量的氯化鋇溶液，過濾、洗滌、干燥，稱得沉淀的質(zhì)量即是二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸鋇沉淀的質(zhì)量．
方案三：當(dāng)銅和濃硫酸的反應(yīng)結(jié)束后，在裝置A中加入足量的鋅粉，用排水法測得產(chǎn)生氫氣的體積為VL（已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況）．
實際上，以上方案一、二均不可取，請你說出原因？
方案一______；
方案二______．
方案三：寫出剩余硫酸的物質(zhì)的量濃度的計算式（假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為12mL）______．

Answer 1

（1）銅和濃硫酸加熱一生成二氧化硫氣體，二氧化硫比空氣重，用向上排氣法收集，進(jìn)氣的導(dǎo)氣管長進(jìn)短處，圖中補(bǔ)進(jìn)氣管伸入近集氣瓶底，裝置圖為：，故答案為：；
（2）①銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△ .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；分析化學(xué)方程式若有m g銅物質(zhì)的量為

m

64

mol參加了反應(yīng)，被還原硫酸物質(zhì)的量為

m

64

mol，電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量為

m

64

mol×2=

m

32

，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△ .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；

m

64

；還原；

m

32

；
②能證明反應(yīng)停止后燒瓶中有硫酸剩余，只能證明氫離子的存在才能說明，不能證明硫酸根離子，因為濃硫酸和銅反應(yīng)生成了硫酸銅；
A．硫酸鈉溶液不能能證明硫酸根離子存在，也不能證明氫離子的存在，故A不符合；
B．氯化鋇溶液能證明硫酸根離子存在，但不能證明氫離子存在，故B不符合；
C．銀粉和稀硫酸不反應(yīng)不能證明氫離子的存在，故C不符合；
D．碳酸鈉溶液和氫離子反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，可以用來證明溶液中存在稀硫酸，故D符合；
故答案為：D；
③有一定量的硫酸剩余但未能使銅片完全溶解，因為濃硫酸隨反應(yīng)進(jìn)行濃度變稀后不與銅發(fā)生反應(yīng)，故答案為：稀硫酸不與銅反應(yīng)；
（3）方案一：銅和濃硫酸反應(yīng)生成的二氧化硫氣體中含有水蒸氣，堿石灰吸收的質(zhì)量為二氧化硫和水蒸氣，或裝置中二氧化硫未被完全排除，稱量的不全是二氧化硫質(zhì)量，故答案為：產(chǎn)生的氣體中含有水蒸氣，干燥管中的質(zhì)量差不僅僅是SO₂的質(zhì)量（或燒瓶中的二氧化硫不能完全排出）；
方案二：生成的沉淀是高錳酸鉀溶液中起酸化作用的硫酸與氯化鋇反應(yīng)而產(chǎn)生的沉淀和二氧化硫被氧化為硫酸生成的硫酸鋇沉淀，不全是二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸生成的沉淀，
故答案為：沉淀的質(zhì)量一部分是高錳酸鉀溶液中起酸化作用的硫酸與氯化鋇反應(yīng)而產(chǎn)生的；
方案三：依據(jù)化學(xué)方程式Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，生成氫氣物質(zhì)的量=

V

22.4

mol，所以剩余稀硫酸濃度=

V

22.4×0.012

mol/L，故答案為：

V

22.4×0.012

mol/L．