某化學(xué)課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應(yīng)情況,用下圖所示裝置先進(jìn)行了有關(guān)實驗:

(1)B是用來收集實驗中產(chǎn)生的氣體的裝置,但未將導(dǎo)管畫全,請在圖上把導(dǎo)管補(bǔ)充完整.
(2)實驗中他們?nèi)?.4g 銅片和12mL 18mol?L-1濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱,直到反應(yīng)完畢,最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余,該小組學(xué)生根據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識認(rèn)為還有一定量的硫酸剩余.
①寫出銅跟濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:    ;
②為什么有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解,你認(rèn)為原因是    ;
③下列藥品中能夠用來證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中確有余酸的是:    (填寫編號).
A.鐵粉     B.氯化鋇溶液      C.銀粉      D.碳酸氫鈉溶液
(3)為定量測定余酸的物質(zhì)的量濃度,甲學(xué)生進(jìn)行了如下設(shè)計學(xué)生設(shè)計的方案是:在反應(yīng)后的溶液中加蒸餾水稀釋至1000mL,取20mL與錐形瓶中,滴入2~3滴甲基橙指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液進(jìn)行滴定(已知?dú)溲趸~開始沉淀的pH約為5),通過測出消耗氫氧化鈉溶液的體積來求余酸的物質(zhì)的量濃度.假定反應(yīng)前后燒瓶中溶液的體積不變,你認(rèn)為他設(shè)計的實驗方案能否求得余酸的物質(zhì)的量濃度    (填“能”或“不能”),其理由是   
(4)現(xiàn)已確認(rèn),SO2和NOx的排放是造成酸沉降的兩大罪魁禍?zhǔn)祝嚺欧诺奈矚庵泻形慈紵浞值腃H、以及N2、CO2、NO、CO等.有人設(shè)計利用反應(yīng)2NO+2CON2+2CO2 將有害的污染物轉(zhuǎn)化為可參與大氣循環(huán)的N2和CO2
在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表:
時間/h12345
c(NO)/mol?L-11.00×10-34.5×10-42.5×10-41.5×10-41.00×10-41.00×10-4
c(CO)/mol?L-13.6×10-33.05×10-32.85×10-32.75×10-32.70×10-32.70×10-3
在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)的△H     0(“>”、“<”、“=”).前2h內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=    ,在該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=    .據(jù)此你認(rèn)為將該反應(yīng)從理論轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的最重要的研究方向是   
【答案】分析:(1)二氧化硫的密度比空氣大;
(2))①濃硫酸有強(qiáng)氧化性;
②稀硫酸與銅不反應(yīng);
③氫離子可與鐵或碳酸鹽反應(yīng);
(3)銅離子溶液呈藍(lán)色,對觀察指示終點顏色有干擾;
(4)根據(jù)反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,利用△H-T△S<0來分析該反應(yīng)的焓變;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的定義及2s內(nèi)濃度的變化量來計算解答;根據(jù)該溫度下達(dá)化學(xué)平衡時各物質(zhì)平衡時濃度及化學(xué)平衡常數(shù)的概念來計算;該反應(yīng)能進(jìn)行但反應(yīng)速率較慢,需要用高效催化劑.
解答:解:(1)二氧化硫的密度比空氣大,應(yīng)用向上排空氣法,故答案為:;
(2)①濃硫酸有強(qiáng)氧化性,可與銅反應(yīng),故答案為:Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O;
②稀硫酸與銅不反應(yīng),隨著反應(yīng)進(jìn)行,硫酸被消耗,產(chǎn)物有水生成,所以濃硫酸變成稀硫酸,
故答案為:隨著反應(yīng)進(jìn)行,硫酸被消耗,產(chǎn)物有水生成,所以濃硫酸變成稀硫酸,反應(yīng)會停止;
③根據(jù)金屬的通性,氫離子能與活潑金屬如鐵反應(yīng),若有氫氣生成,則說明有余酸;即使沒有余酸溶液中也有硫酸根,都能與氯化鋇反應(yīng)生成沉淀;稀硫酸與銀不反應(yīng);氫離子能與碳酸鹽反應(yīng),若有能使澄清的石灰水變渾濁的氣體生成,則說明有余酸,故選AD;
(3)甲基橙由紅色變成橙色、黃色時,銅離子溶液呈藍(lán)色,對觀察指示終點顏色有干擾,
故答案為:不能;雖然甲基橙變色范圍:pH為3.1~4.4,氫氧化銅開始沉淀時的pH為5,在指示劑變色范圍之外,即中和酸時,銅離子不會消耗OH-,但是甲基橙由紅色變成橙色、黃色時,銅離子溶液呈藍(lán)色,對觀察指示終點顏色有干擾;
(4)因該反應(yīng)2NO+2CO2CO2+N2中氣體減少,則△S<0非自發(fā),由反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則△H-T△S<0,即該反應(yīng)一定是放熱才有可能自發(fā)進(jìn)行,放熱反應(yīng)的△H<0,
由表格中的數(shù)據(jù)可知2s內(nèi)NO濃度的變化量為1.00×10-3-2.50×10-4=7.50×10-4,
則υ(NO)==3.75×10-4mol?L-1?s-1;
由化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,則υ(N2)=υ(NO)≈1.875×10-4mol?L-1?s-1,
由表格中的數(shù)據(jù)可知到4s時達(dá)到化學(xué)平衡,則
            2NO+2CO2CO2+N2
開始1.00×10-33.60×10-3         0     0
轉(zhuǎn)化9×10-49×10-49×10-4 4.50×10-4
平衡1.00×10-4 2.70×10-3 9×10-44.50×10-4
則K==5000,
該反應(yīng)能進(jìn)行但反應(yīng)速率較慢,需要用高效催化劑,
故答案為:<;1.875×10-4mol?L-1?h-1;5000;尋找高效的催化劑.
點評:本題綜合考查反應(yīng)速率、反應(yīng)方向、化學(xué)平衡等知識,并注重考查了學(xué)生對實驗化學(xué)的設(shè)計思路,充分體現(xiàn)了新課程變化,同時又注重了對高考熱點的考查,是較好的一道綜合題.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

某化學(xué)課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應(yīng)情況,用下圖所示裝置進(jìn)行有關(guān)實驗.請回答:

(1)裝置A中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為
Cu+2H2SO4(濃)
  △  
.
 
Cu(SO42+SO2↑+2H2O
Cu+2H2SO4(濃)
  △  
.
 
Cu(SO42+SO2↑+2H2O

(2)裝置D中試管口放置的棉花中應(yīng)浸一種液體,這種液體是
氫氧化鈉溶液或碳酸鈉溶液等堿性溶液
氫氧化鈉溶液或碳酸鈉溶液等堿性溶液
,其作用是
吸收多余的二氧化硫,防止污染空氣
吸收多余的二氧化硫,防止污染空氣

(3)裝置B的作用是貯存多余的氣體.當(dāng)D處有明顯的現(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
瓶中液面下降,長頸漏斗中液面上升
瓶中液面下降,長頸漏斗中液面上升
,B中應(yīng)放置的液體是(填字母)
d
d

a.水    b.酸性KMnO4 溶液     c.NaOH溶液      d.飽和NaHSO3溶液
(4)裝置C和D中產(chǎn)生的現(xiàn)象相同,但原因卻不同.C中是由于SO2
與氫氧化鈉溶液反應(yīng)使酚酞試液變?yōu)闊o色
與氫氧化鈉溶液反應(yīng)使酚酞試液變?yōu)闊o色
,反應(yīng)的離子方程式為
SO2+2OH-=SO32-+H2O
SO2+2OH-=SO32-+H2O
,而D中則是由于SO2具有
具有漂白性使品紅褪色
具有漂白性使品紅褪色

(5)實驗中,取一定質(zhì)量的銅片和50mL18mol?L-1的濃硫酸放在圓底燒瓶中加熱,直到反應(yīng)完畢生成SO2共0.25mol,發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余,該小組學(xué)生根據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識認(rèn)為還有一定量的硫酸剩余.
①假設(shè)溶液體積還是50mL,則剩余硫酸的物質(zhì)的量濃度為
8
8
mol?L-1
②下列藥品中能用來證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中確有余酸的是
ad
ad
(填字母).
a.鐵粉    b.BaCl2溶液    c.銀粉    d.Na2CO3溶液.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

某化學(xué)課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應(yīng)情況,用圖所示裝置進(jìn)行有關(guān)實驗.請回答:
(1)裝置A中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為
2H2SO4(濃)+Cu
 加熱 
.
 
CuSO4+2H2O+SO2↑;
2H2SO4(濃)+Cu
 加熱 
.
 
CuSO4+2H2O+SO2↑;

(2)裝置D中試管口放置的棉花中應(yīng)浸一種液體,這種液體是
氫氧化鈉溶液或碳酸鈉溶液等堿性溶液
氫氧化鈉溶液或碳酸鈉溶液等堿性溶液
,其作用是
吸收多余的二氧化硫,防止污染空氣
吸收多余的二氧化硫,防止污染空氣

(3)裝置B的作用是貯存多余的氣體.當(dāng)D處有明顯的現(xiàn)象后,關(guān)閉旋塞K并移去酒精燈,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
瓶中液面下降,長頸漏斗中液面上升
瓶中液面下降,長頸漏斗中液面上升
.B中應(yīng)放置的液體是(填字母)
d
d

a.水    b.酸性KMnO4 溶液     c.濃溴水       d.飽和NaHSO3溶液
(4)實驗中,取一定質(zhì)量的銅片和一定體積18mol?L-1的濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱,直到反應(yīng)完畢,發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余,該小組學(xué)生根據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識認(rèn)為還有一定量的硫酸剩余.
①有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解,你認(rèn)為原因是
隨反應(yīng)進(jìn)行,硫酸濃度變稀,Cu不與稀H2SO4反應(yīng);
隨反應(yīng)進(jìn)行,硫酸濃度變稀,Cu不與稀H2SO4反應(yīng);

②下列藥品中能用來證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中確有余酸的是
ad
ad
(填字母).
a.鐵粉    b.BaCl2溶液    c.銀粉    d.NaHCO3溶液.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

某化學(xué)課外興趣小組為探究苯與溴發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)類型并制取純凈的溴苯,進(jìn)行如下實驗.請根據(jù)要求回答相關(guān)問題.
Ⅰ:制取溴苯(裝置如圖所示)
(1)向燒瓶中滴入溴的苯溶液片刻后,在燒瓶中可觀察到的現(xiàn)象是
燒瓶中溶液沸騰,產(chǎn)生紅棕色氣體
燒瓶中溶液沸騰,產(chǎn)生紅棕色氣體

(2)錐形瓶中有淡黃色渾濁生成,能否證明苯與溴發(fā)生了取代反應(yīng)(填“能”或“不能”)
不能
不能
,原因是
逸出的溴蒸汽也能與硝酸銀反應(yīng)生成淡黃色沉淀
逸出的溴蒸汽也能與硝酸銀反應(yīng)生成淡黃色沉淀

(3)若不能確定,請從下列裝置中選取適宜裝置加以改進(jìn),請在下面實驗流程圖的方框中填入序號.
(Ⅰ):
;(Ⅱ):


①裝有NaOH溶液的洗氣瓶
②裝有CCl4的洗氣瓶
③裝有KI溶液的洗氣瓶
④裝有濕潤淀粉KI試紙的集氣瓶
(4)該實驗還可用
石蕊試液或者碳酸氫鈉溶液
石蕊試液或者碳酸氫鈉溶液
 代替AgNO3溶液檢驗取代反應(yīng)的產(chǎn)物之一溴化氫.
Ⅱ:提純溴苯
(5)反應(yīng)后所得混合液,經(jīng)以下幾步操作可得到純凈的溴苯.簡要寫出各操作步驟和目的(不一定填滿).

操作1
水洗后分液
水洗后分液
;目的:
除去溴化鐵
除去溴化鐵

操作2
氫氧化鈉溶液洗滌后分液
氫氧化鈉溶液洗滌后分液
;目的:
除去未反應(yīng)的溴
除去未反應(yīng)的溴

操作3
蒸餾
蒸餾
;目的:
除去苯等有機(jī)雜質(zhì)
除去苯等有機(jī)雜質(zhì)

操作4
;目的:

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某化學(xué)課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應(yīng)情況,用如圖所示裝置先進(jìn)行了有關(guān)實驗:
精英家教網(wǎng)
(1)B是用來收集實驗中產(chǎn)生的氣體的裝置,但未將導(dǎo)管畫全,請直接在原圖上把導(dǎo)管補(bǔ)充完整.
(2)實驗中他們?nèi)?.4g銅片和12mL 18mol?L-1濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱,直到反應(yīng)完畢,最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余,該小組學(xué)生根據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識認(rèn)為還有一定量的硫酸剩余.
①請寫出銅跟濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:
 

②為什么有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解,你認(rèn)為原因是:
 

(3)為定量測定余酸的物質(zhì)的量濃度,某位同學(xué)進(jìn)行了如下設(shè)計:
先測定銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生SO2的量,再計算余酸的物質(zhì)的量濃度.他認(rèn)為測定SO2的量的方法有多種,請問下列實驗方案中不可行的是
 
(填寫字母編號).
A.將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄟ^預(yù)先稱量過盛有堿石灰的干燥管,結(jié)束反應(yīng)后再次稱量
B.將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄈ胱懔縉aOH溶液,再加入足量BaCl2溶液,過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀
C.用排水法測定裝置A產(chǎn)生氣體的體積.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

某化學(xué)課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應(yīng)情況,用如圖所示裝置先進(jìn)行了有關(guān)實驗:
精英家教網(wǎng)
(1)B是用來收集實驗中產(chǎn)生的氣體的裝置,但未將導(dǎo)管畫全,請在圖上把導(dǎo)管補(bǔ)充完整.
(2)實驗中他們?nèi)?.4g 銅片和12mL 18mol?L-1濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱,直到反應(yīng)完畢,最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余,該小組學(xué)生根據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識認(rèn)為還有一定量的硫酸剩余.
①寫出銅跟濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:
 
;
②有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解,你認(rèn)為其中原因是
 
;
(3)為定量測定余酸的物質(zhì)的量濃度,該小組學(xué)生進(jìn)行了如下設(shè)計:
先測定銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的SO2的量,再計算余酸的物質(zhì)的量濃度.他們認(rèn)為測定二氧化硫的量的方法有多種,你認(rèn)為下列實驗方案中可行的是
 
(填寫編號).
A.將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄟ^預(yù)先稱量過的盛有堿石灰的干燥管,結(jié)束反應(yīng)后再次稱量
B.將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄈ胱懔坑孟×蛩崴峄母咤i酸鉀溶液,再加入足量氯化鋇溶液,過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀
C.用排水法測定裝置A產(chǎn)生氣體的體積(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)
D.將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄈ胱懔繗溲趸^溶液,反應(yīng)完全后,過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀
E.將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄈ胱懔肯跛崴峄南跛徜^溶液,反應(yīng)完全后,過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀
請你對不可行的方案中選出一例進(jìn)行分析:
 
[要求標(biāo)明不可行的方案序號、說出不可行的理由及造成的誤差(偏高或偏低)].
(4)請你再設(shè)計一種其他可行的實驗方案,來測定余酸的物質(zhì)的量濃度,簡要寫出操作步驟及需要測定的數(shù)據(jù)(不必計算)
 

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