Question

【題目】某學(xué)校課外學(xué)習(xí)活動(dòng)小組針對(duì)教材中銅與濃硫酸反應(yīng)，提出了研究“能夠與銅反應(yīng)的硫酸的最低濃度是多少？”的問(wèn)題，并設(shè)計(jì)了如下方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)試劑：18 mol/L硫酸20 mL，純銅粉足量，足量2 mol/L NaOH溶液。

請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答問(wèn)題：

(1)首先根據(jù)上圖所示，組裝實(shí)驗(yàn)裝置，并在加入試劑前先進(jìn)行____________________________操作。

(2)燒杯中用NaOH溶液吸收的物質(zhì)是：________(填化學(xué)式)，利用倒置的漏斗而不是將導(dǎo)氣管直接伸入燒杯中的目的是：______________________________________。

(3)加熱燒瓶20分鐘，燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：___________________________。待燒瓶中反應(yīng)基本結(jié)束，撤去酒精燈，利用燒瓶中的余熱使反應(yīng)進(jìn)行完全。然后由導(dǎo)管a通入足量的空氣，以確保燒瓶中的SO2氣體全部進(jìn)入燒杯中。在該實(shí)驗(yàn)裝置中的________(填儀器名稱)起到了確保硫酸體積保持不變的作用。

(4)將充分反應(yīng)后的燒杯取下，向其中加入足量的酸化的雙氧水，再加入足量的BaCl2溶液，再進(jìn)行________、________、__________ 后稱量硫酸鋇的質(zhì)量為13．98 g，請(qǐng)計(jì)算能與銅反應(yīng)的硫酸的濃度最低是________。

(5)有的同學(xué)提出在上面(4)中可以不必加入酸化的雙氧水，直接進(jìn)行后面的實(shí)驗(yàn)，也能得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，請(qǐng)結(jié)合你的理解分析：________(填“需要”或“不需要”)加入雙氧水，原因是________________________________________。

Answer 1

【答案】(1)檢驗(yàn)裝置氣密性

(2)SO2 防倒吸

(3)Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4＋SO2↑＋2H2O 長(zhǎng)導(dǎo)管

(4)過(guò)濾 洗滌 干燥 12 mol/L

(5)需要 在燒杯中生成的Na2SO3可能被部分氧化為Na2SO4，如果不加入雙氧水而直接測(cè)定沉淀質(zhì)量則無(wú)法確定S元素的物質(zhì)的量，從而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果錯(cuò)誤

【解析】(4)加入足量的酸化的雙氧水把Na2SO3氧化為Na2SO4，再加入足量的BaCl2溶液反應(yīng)生成BaSO4沉淀，通過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥得到13.98 g BaSO4沉淀，則n(BaSO4)＝＝0.06 mol，依據(jù)硫原子守恒，被氧化的H2SO4為0.06 mol，依據(jù)化學(xué)方程式Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4＋SO2↑＋2H2O可知，反應(yīng)的H2SO4的物質(zhì)的量為0.12 mol，剩余的H2SO4的物質(zhì)的量為18 mol/L×0.02 L－0.12 mol＝0.24 mol，則與銅反應(yīng)的硫酸的最低濃度為＝12 mol/L。