Question

【題目】某化學(xué)小組欲進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)探究金屬與濃硫酸反應(yīng)。試回答下列問題。

（1）利用上圖裝置研究銅與濃硫酸反應(yīng)，反應(yīng)化學(xué)方程式為_________； B裝置的目的是______；x溶液為___________。

（2）將上述實(shí)驗(yàn)中的銅改為黃銅(銅鋅合金)，實(shí)驗(yàn)后階段可觀察到倒立漏斗邊緣有氣體冒出，且越來(lái)越快。該氣體可能為____，氣體產(chǎn)生越來(lái)越快的原因可能是_____(答一點(diǎn)即可)。

驗(yàn)證該氣體的實(shí)驗(yàn)方案如下：

①裝置連接順序:x→_________；

②能證明上述假設(shè)成立的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________。

Answer 1

【答案】Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2↑+2H2O 檢驗(yàn)產(chǎn)物SO2 NaOH溶液(其他合理答案均可) H2 反應(yīng)后期，c（H+)增大，與Zn反應(yīng)生成H2速率加快；黃銅為銅鋅合金，與硫酸形成原電池，產(chǎn)生H2速率加快；反應(yīng)放熱 c→d→e→f→a→b→g E中(硬質(zhì)玻璃管)黑色粉末變紅，H中(球形干燥管)固體由白色變?yōu)樗{(lán)色

【解析】

（1）銅與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水；二氧化硫能使品紅褪色；二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物且有毒，需進(jìn)行尾氣處理，C裝置的作用吸收尾氣，防止污染環(huán)境，倒扣的漏斗防倒吸；

（2）實(shí)驗(yàn)的后階段，由于濃硫酸反應(yīng)變成稀硫酸，黃銅中Zn和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣；反應(yīng)后期，產(chǎn)生氣體越來(lái)越快的可能原因是：濃硫酸變?yōu)橄×蛩�，c（H+)增大，與Zn反應(yīng)生成H2速率加快；黃銅為銅鋅合金，與硫酸形成原電池，產(chǎn)生H2速率加快；反應(yīng)放熱。

①要驗(yàn)證氣態(tài)產(chǎn)物中含H2，利用H2具有還原性，與灼熱的CuO反應(yīng)生成H2O，用無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)生成的H2O；由于生成的氣態(tài)產(chǎn)物中含SO2和H2O（g），所以驗(yàn)證H2之前要將氣體依次通過盛有NaOH溶液、濃硫酸的洗氣瓶除去SO2、H2O（g），據(jù)此分析裝置的連接順序；

②能證明上述假設(shè)成立的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是E中固體由黑色變紅色，H中固體白色變藍(lán)色。

（1）裝置A中，Cu與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成CuSO4、SO2和H2O，發(fā)生的反應(yīng)為：Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2↑+2H2O，二氧化硫能使品紅褪色，B裝置的作用：檢驗(yàn)產(chǎn)物SO2；二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物且有毒，不能直接排空，可以用堿性溶液吸收，C中可以盛放氫氧化鈉溶液吸收SO2，倒扣的漏斗因漏斗部分口徑大，能起緩沖作用防倒吸；

（2）實(shí)驗(yàn)的后階段，由于濃硫酸反應(yīng)變成稀硫酸，黃銅中Zn和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，所以倒立的漏斗邊沿有氣體冒出，該氣體可能為H2；反應(yīng)后期，產(chǎn)生H2越來(lái)越快的可能原因是：濃硫酸變?yōu)橄×蛩幔�電離程度增大，c（H+)增大，與Zn反應(yīng)生成H2速率加快；黃銅為銅鋅合金，與硫酸形成原電池，產(chǎn)生H2速率加快；反應(yīng)放熱；

①由于生成的氣態(tài)產(chǎn)物中含SO2和H2O（g），所以驗(yàn)證H2之前要將氣體依次通過盛有NaOH溶液、濃硫酸的洗氣瓶除去SO2、H2O（g），所以裝置連接順序?yàn)閤→c→d→e→f；氫氣具有還原性，能將黑色的氧化銅粉末還原為紅色Cu，水蒸氣能使無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色；若有氫氣生成，E中固體由黑色變紅色，H中固體白色變藍(lán)色，所以裝置連接順序?yàn)閤→c→d→e→f→a→b→g；

②氫氣具有還原性，能將黑色的氧化銅粉末還原為紅色Cu，若有氫氣生成，E中固體由黑色變紅色，水蒸氣能使無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色，H中固體白色變藍(lán)色。