Question

18．某化學(xué)興趣小組為探究銅與濃硫酸的反應(yīng)，用如圖所示裝置進(jìn)行有關(guān)實驗．甲同學(xué)取ag銅片和12mL 18mol•L^-1濃硫酸放入圓底燒瓶中加熱，直到反應(yīng)完畢，最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有一定量的H₂SO₄和Cu剩余．

（1）Cu與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑．裝置E中試管D內(nèi)盛有品紅溶液，當(dāng)C中氣體集滿后，D中有可能觀察到的現(xiàn)象是品紅溶液褪色
為避免實驗裝置D有可能造成的環(huán)境污染，可用浸有NaOH溶液的棉花團(tuán)塞在試管口，其反應(yīng)原理是SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O（用離子方程式表示）．
（2）裝置B的作用是貯存多余的氣體，B中應(yīng)放置的液體是D（填序號）．
a．飽和Na₂SO₃溶液 b．酸性KMnO₄溶液 c．濃溴水d．飽和NaHSO₃溶液
當(dāng)D處有明顯現(xiàn)象后，關(guān)閉旋塞K，移去酒精燈，但由于余熱的作用，A處仍有氣體產(chǎn)生，此時B中現(xiàn)象是液體被壓入長頸漏斗．
（3）反應(yīng)完畢后，燒瓶中還有一定量的余酸，卻不能使Cu完全溶解的原因是濃度減小，變?yōu)橄×蛩岷螅�不能繼續(xù)和銅發(fā)生反應(yīng)；使用足量的下列藥品不能用來證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中的確有余酸的是b（填序號）．
a．鐵粉   b．BaCl₂溶液     c．CuO     d．Na₂CO₃溶液
實驗中某學(xué)生向A中反應(yīng)后溶液中通入一種常見氣體單質(zhì)，使銅片全部溶解且僅生成硫酸銅溶液，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)銅是金屬，具有還原性，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水；當(dāng)C中氣體集滿，D中逸出二氧化硫，遇到品紅試液會變紅色；二氧化硫能夠與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，可以用浸有NaOH溶液的棉團(tuán)塞在試管口吸收二氧化硫；
（2）B中液體不與二氧化硫反應(yīng)，也不溶解二氧化硫，關(guān)閉旋塞K，移去酒精燈，但由于余熱的作用，生成氣體導(dǎo)致裝置B中壓強(qiáng)增大液體被壓入長頸漏斗，據(jù)此進(jìn)行分析；
（3）濃硫酸和銅發(fā)生反應(yīng)隨濃度減小，變?yōu)橄×蛩岷�，不能繼續(xù)和銅發(fā)生反應(yīng)，證明硫酸剩余，需要證明反應(yīng)后的溶液中存在大量氫離子；
稀硫酸和銅不發(fā)生反應(yīng)，通入氧氣后能夠反應(yīng)生成硫酸銅，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）銅跟濃硫酸反應(yīng)，銅具有還原性，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，反應(yīng)必須加熱才能發(fā)生，書寫化學(xué)方程式時注意“濃”字，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；裝置E中試管D內(nèi)盛品紅溶液，當(dāng)C中氣體集滿，D中有二氧化硫，二氧化硫能和有色物質(zhì)品紅溶液生成無色物質(zhì)；二氧化硫有毒，不能直接排放，氫氧化鈉溶液能夠與二氧化硫反應(yīng)，可用浸有NaOH溶液的棉團(tuán)塞在試管口吸收二氧化硫，反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；品紅溶液褪色，SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；
（2）裝置B的作用是貯存多余的氣體，所以B中應(yīng)放置的液體不能與二氧化硫反應(yīng)，也不能溶解二氧化硫，而A．飽和Na₂SO₃溶液、B．酸性KMnO₄溶液、C．濃溴水都能夠與二氧化硫反應(yīng)，只有D．飽和NaHSO₃溶液符合要求，生成氣體導(dǎo)致裝置B中壓強(qiáng)增大液體被壓入長頸漏斗，
故答案為：D，液體被壓入長頸漏斗；
（3）直到反應(yīng)完畢，最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有一定量的H₂SO₄和Cu剩余，原因是濃硫酸和銅發(fā)生反應(yīng)隨濃度減小，變?yōu)橄×蛩岷螅�不能繼續(xù)和銅發(fā)生反應(yīng)，證明反應(yīng)后有硫酸剩余，需要證明反應(yīng)后的溶液中存在大量氫離子，根據(jù)金屬活動順序表可知鐵能和氫離子反應(yīng)，稀硫酸與BaC1₂溶液反應(yīng)生成硫酸鋇，但是不能證明是否含有氫離子；與Na₂CO₃溶液反應(yīng)生成二氧化碳，證明溶液中含有氫離子，氧化銅能溶于酸，故選b，實驗中甲學(xué)生向A中反應(yīng)后溶液中通入一種常見氣體單質(zhì)，使銅片全部溶解且僅生成硫酸銅溶液，該氣體單質(zhì)具有強(qiáng)氧化性，又是常見的，可以為氧氣；銅和氧氣、稀硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，得到硫酸銅和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O，
故答案為：b；2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O．

點(diǎn)評 本題考查了濃硫酸的性質(zhì)，題目難度中等，試題涉及銅與濃硫酸的反應(yīng)原理、二氧化硫的性質(zhì)及檢驗方法、化學(xué)方程式的書寫等知識，注意掌握濃硫酸具有的性質(zhì)，明確化學(xué)實驗基本操作方法．