8.如圖為某實驗小組同學設計的銅與濃硫酸反應的實驗裝置,實驗步驟如下:
Ⅰ、先連接好裝置,檢驗氣密性,加入試劑;
Ⅱ、加熱三頸瓶A直到D中品紅溶液褪色,熄滅酒精燈;
Ⅲ、將Cu絲上提離開液面.
(1)實驗中觀察到三頸瓶A中有白色固體產(chǎn)生,該固體為CuSO4(填化學式).
(2)熄滅酒精燈后,發(fā)現(xiàn)D中的液體不會倒吸,其原因是A中壓強減小時,空氣從C導管進入A中,可防止D中液體倒吸;
(3)支管B的作用是平衡壓強,使液體順利流下;
(4)實驗中還發(fā)現(xiàn)銅絲表面有黑色固體X,其中可能含有CuO,CuS,Cu2S,以及被掩蔽的Cu2O,已知Cu2O在酸性環(huán)境下會發(fā)生歧化反應生成Cu2+和Cu,在氧氣中煅燒轉化為CuO; CuS和Cu2S常溫下都不溶于稀鹽酸,在氧氣中煅燒,都轉化為氧化銅和二氧化硫.為探究X的成分,該小組同學向m1g固體X中加入足量稀鹽酸,過濾,得藍色濾液,濾渣經(jīng)洗滌、干燥后稱量得m2g,將該濾渣在氧氣流中鍛燒、冷卻稱量至恒重為m3g.
①若m2>m3,則煅燒過程中一定發(fā)生反應的化學方程式為2CuS+3O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO2;
②若m2=m3,則固體X中一定含有Cu2O,Cu2S (填化學式).
(5)為探究D中使品紅溶液褪色的微粒是二氧化硫本身還是二氧化硫與水作用的產(chǎn)物,該小組同學做了如下實驗:
I.將干燥的二氧化硫氣體通入品紅與無水乙醇的混合液中,品紅溶液不褪色;
Ⅱ.常溫下,向兩支盛有等體積、等濃度品紅溶液的試管中分別加入等物質的量的亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉固體,品紅溶液均褪色,且加入亞硫酸鈉固體的品紅溶液褪色較快.
①據(jù)實驗I推斷,使品紅試液褪色的微?赡苡3種;
②依據(jù)實驗Ⅱ,該小組同學得出結論:
a.使品紅溶液褪色的微粒是HSO3-和SO32-,不是H2SO3.你認為結論a是否正確否 (填“是”或“否”),理由是HSO3-和SO32-都會水解生成亞硫酸;
b.使品紅溶液褪色的微粒是SO32- (填微粒符號).(已知在25℃時,亞硫酸的電離平衡常數(shù)ka1=1.54×10-2,ka2=1.02×10-7

分析 (1)加熱三頸瓶A直到D中品紅溶液褪色,熄滅酒精燈,將Cu絲上提離開液面,銅和濃硫酸加熱反應生成硫酸銅、二氧化硫和水;
(2)裝置A中長玻璃管是起到平衡壓強防止倒吸作用;
(3)分液漏斗中B玻璃管能使漏斗內和三頸瓶中壓強相通,保證壓強平衡促使液體順利流下;
(4)實驗中還發(fā)現(xiàn)銅絲表面有黑色固體X,其中可能含有CuO,CuS,Cu2S,以及被掩蔽的Cu2O,已知Cu2O在酸性環(huán)境下會發(fā)生歧化反應生成Cu2+和Cu,在氧氣中煅燒轉化為CuO; CuS和Cu2S常溫下都不溶于稀鹽酸,在氧氣中煅燒,都轉化為氧化銅和二氧化硫.為探究X的成分,該小組同學向m1g固體X中加入足量稀鹽酸,過濾,得藍色濾液,濾渣經(jīng)洗滌、干燥后稱量得m2g為Cu、CuS、Cu2S,將該濾渣在氧氣流中鍛燒、冷卻稱量至恒重為m3g.
①Cu2O在氧氣中煅燒轉化為CuO,Cu2O~2CuO,固體質量增加,CuS在氧氣中煅燒,都轉化為氧化銅和二氧化硫,CuS~CuO固體質量減小,Cu2S灼燒生成氧化銅和二氧化硫,固體質量不變,據(jù)此分析;
②若m2=m3,Cu2S灼燒生成氧化銅和二氧化硫,固體質量不變,CuS在氧氣中煅燒,都轉化為氧化銅和二氧化硫,CuS~CuO固體質量減小,Cu~CuO固體質量增加,所以當固體質量灼燒后質量不變,則固體X中一定含有Cu2O、Cu2S;
(5)亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉都是強堿弱酸鹽,都能發(fā)生水解,但亞硫酸鈉的水解程度大于亞硫酸氫鈉的水解程度,注意亞硫酸是二元弱酸,所以亞硫酸根離子能發(fā)生兩步水解,只是第一步水解程度大于第二步水解程度,
①根據(jù)二氧化硫和水反應的方程式判斷溶液中存在的微粒,注意二氧化硫和水的反應是可逆反應;
②常溫下,向兩支盛有等體積、等濃度品紅溶液的試管中分別加入等物質的量的亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉固體,品紅溶液均褪色,且加入亞硫酸鈉固體的品紅溶液褪色較快,
a.依據(jù)實驗Ⅱ,亞硫酸根離子使品紅溶液褪色快,HSO3-和SO32-都會水解生成亞硫酸,;
b.上述現(xiàn)象說明是亞硫酸根離子使品紅溶液褪色快,亞硫酸氫根離子、亞硫酸都可以電離出亞硫酸根離子.

解答 解:(1)加熱三頸瓶A直到D中品紅溶液褪色,熄滅酒精燈,將Cu絲上提離開液面,銅和濃硫酸加熱反應生成硫酸銅、二氧化硫和水,實驗中觀察到三頸瓶A中有白色固體產(chǎn)生,該固體為CuSO4,
故答案為:CuSO4;
(2)熄滅酒精燈后,發(fā)現(xiàn)D中的液體不會倒吸,其原因是因為A中壓強減小時,空氣從C導管進入A中,可防止D中液體倒吸,
故答案為:A中壓強減小時,空氣從C導管進入A中,可防止D中液體倒吸;
(3)分液漏斗中B玻璃管能使漏斗內和三頸瓶中壓強相通,保證壓強平衡促使液體順利流下,
故答案為:平衡壓強,使液體順利流下;
(4)①Cu2O在氧氣中煅燒轉化為CuO,Cu2O~2CuO,固體質量增加,CuS在氧氣中煅燒,都轉化為氧化銅和二氧化硫,CuS~CuO,固體質量減小,Cu2S灼燒生成氧化銅和二氧化硫,Cu2S~2CuO,固體質量不變,若m2>m3,灼燒后質量減小,則煅燒過程中一定發(fā)生CuS灼燒的反應,反應的化學方程式為2CuS+3O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO2,
故答案為:2CuS+3O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO2
②若m2=m3,Cu2S灼燒生成氧化銅和二氧化硫,固體質量不變,CuS在氧氣中煅燒,都轉化為氧化銅和二氧化硫,CuS~CuO固體質量減小,Cu~CuO固體質量增加,所以當固體質量灼燒后質量不變,則固體X中一定含有Cu2O、Cu2S,
故答案為:Cu2O、Cu2S;
(5)①二氧化硫和水反應生成亞硫酸,SO2+H2O?H2SO3,亞硫酸是二元弱酸,所以能發(fā)生兩步電離,第一步生成氫離子和亞硫酸氫根離子,亞硫酸氫根離子電離生成亞硫酸根離子和氫離子,H2SO3?H++HSO3-,HSO3-?H++SO32-,以上反應都是可逆反應,所以存在的含有硫元素的微粒有(除二氧化硫外)H2SO3、HSO3-、SO3 2-,
故答案為:3;
②常溫下,向兩支盛有等體積、等濃度品紅溶液的試管中分別加入等物質的量的亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉固體,品紅溶液均褪色,且加入亞硫酸鈉固體的品紅溶液褪色較快,
a.亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉都是強堿弱酸鹽,都能發(fā)生水解,水解反應方程式為:亞硫酸鈉的水解,SO32-+H2O=HSO3-+OH-、HSO3-+H2O=H2SO3+OH-;亞硫酸氫鈉的水解,HSO3-+H2O=H2SO3+OH-;通過水解方程式看出,無論亞硫酸鈉還是亞硫酸氫鈉都能水解生成亞硫酸,故該說法錯誤.
故答案為:否,因亞硫酸根離子和亞硫酸氫根離子都會水解生成亞硫酸;
b.上述現(xiàn)象說明是亞硫酸根離子使品紅溶液褪色快,亞硫酸氫根離子、亞硫酸都可以電離出亞硫酸根離子,根據(jù)實驗和分析,得出的結論是使品紅褪色的微粒是亞硫酸根離子,
故答案為:SO32-

點評 本題考查了二氧化硫漂白性的探究實驗,固體物質質量變化的分析方法,題干信息的理解應用是解題關鍵,難度較大,注意無論是強酸弱堿鹽還是強堿弱酸鹽在水溶液中都是電離為主,水解為次,鹽類的水解較微弱.

練習冊系列答案
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18.“套管實驗”是將一支較小的玻璃儀器裝入另一支玻璃儀器中,經(jīng)組裝來完成原來需要較多儀器進行的實驗.因其具有許多優(yōu)點,已被廣泛應用于化學實驗中.下列三個實驗均為“套管實驗”,請觀察、分析,回答下列問題:

實驗一:圖甲是對課本有關Na2O2某性質的兩個實驗的改進.
(1)將膠頭滴管中的水滴入小試管,然后,在導管口A、B處分別進行適當操作,再根據(jù)所觀察現(xiàn)象可得到的兩個結論是Na2O2與水反應產(chǎn)生O2,該反應放熱.
(2)寫出甲中反應的離子方程式2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑.
實驗二:圖乙是對銅和濃硝酸反應實驗的改進.
(3)寫出銅和濃硝酸反應的離子方程式為Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O.
(4)反應開始后,能觀察到的現(xiàn)象是小試管中溶液變藍(綠),試管中出現(xiàn)紅棕色氣體,隨后氣體顏色逐漸變淺;大試管中液面上升.
(5)與普通演示實驗相比,此實驗除操作方便之外,還有減少氣體對空氣的污染等優(yōu)點.
實驗三、現(xiàn)有下列藥品:A.氯化銨固體,B.氫氧化鈉固體,C.濃氨水,D.濃硫酸,E.碳酸氫銨.采用“套管法”,只用一支試管(藥匙等輔助用品略,不加熱),選擇合適的藥品就可在圓底燒瓶中集滿噴泉實驗用的氨氣(如圖丙).
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19.下列說法正確的是(  )
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3.下列有關化學用語,正確的是( 。
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13.短周期主族元素X、Y、Z、R、T的原子半徑與原子序數(shù)關系如圖所示.R原子最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍.Y與Z能形成Z2Y、Z2Y2型離子化合物.Z與T形成的化合物Z2T能破壞水的電離平衡.下列推斷正確的是(  )
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20.X.Y、Z、W四種元素都位于元素周期表的短周期,且原子序數(shù)X<Y<Z<W,X原子和Y原子最外層電子數(shù)之和與Z原子最外層電子數(shù)相等,X的原了半徑為自然界中原子半徑最小的,W和Y原子最外層電子數(shù)之和為Z原子最外層電子數(shù)的2倍,W原子的最外層電子數(shù)為其電子層數(shù)的3倍.試推斷:
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12.某;瘜W研究性學習小組為探究金屬鈉能否與二氧化碳氣體反應設計了如下實驗:將燃燒的鈉迅速伸入到盛有裝滿CO2的集氣瓶中,結果發(fā)現(xiàn)鈉在其中繼續(xù)燃燒,反應后冷卻,瓶底附著黑色顆粒,瓶壁上黏附著白色物質.為確定白色產(chǎn)物,該小組同學進一步展開探究.
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假設3:白色產(chǎn)物為Na2O和Na2CO3混合物
Ⅱ、為驗證假設3正確,該小組同學設計了如下實驗,請你幫他們完成下表內容.
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實驗步驟預期現(xiàn)象及結論
Ⅲ、思考與交流:
①若假設2正確,則金屬鈉在二氧化碳中燃燒的化學方程式為:4Na+3CO2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Na2CO3+C.
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13.以苯甲醛為原料合成化合物B和F的路線如下:

已知以下信息:

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回答下列問題:
(1)苯甲醛中最多有14個原子共平面,由苯甲醛生成A的反應類型是加成反應.
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(4)苯甲醛的同系物G比苯甲醛相對分子質量大28,G的同分異構體中能同時滿足如下條件:①遇氯化鐵溶液顯紫色;②除苯環(huán)外,不含其他環(huán)狀結構,共有16 種(不考慮立體異構).G的一個同分異構體發(fā)生銀鏡反應,苯環(huán)上取代基互不相鄰,核磁共振氫譜為四組峰,且峰面積比為1:2:6:1,寫出G的這種同分異構體的結構
簡式
(5)寫出以乙醛為原料合成丙炔酸(CH≡C-COOH)的路線(其它試劑任選).
(合成路線常用的表示方式為:反A$→_{反應條件}^{反應試劑}$B…$→_{反應條件}^{反應試劑}$目標產(chǎn)物)

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