Question

(11分)某化學(xué)課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應(yīng)情況，設(shè)計(jì)了下圖所示裝置進(jìn)行有
關(guān)實(shí)驗(yàn)：

（1）先關(guān)閉活塞a，將6.4 g銅片和12 mL 18 mol/L的濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱至反應(yīng)完成，發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余．再打開活塞a，將氣球中的氧氣緩緩擠入圓底燒瓶，最后銅片完全消失．
①寫出上述過程中燒瓶?jī)?nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：
打開活塞a之前                                                        ；
打開活塞a之后                                                        。
②B是用來收集實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體的裝置，但集氣瓶?jī)?nèi)的導(dǎo)管未畫全，請(qǐng)直接在圖上把導(dǎo)管補(bǔ)充完整。
（2）實(shí)際上，在打開活塞a之前硫酸仍有剩余。為定量測(cè)定余酸的物質(zhì)的量，甲、乙兩學(xué)生進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)：
①甲學(xué)生設(shè)計(jì)方案是：先測(cè)定銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生SO₂的量，再通過計(jì)算確定余酸的物質(zhì)的量。他測(cè)定SO₂的方法是將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄟ^裝置D，從而測(cè)出裝置A產(chǎn)生氣體的體積(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)。你認(rèn)為甲學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中D裝置中試劑為：                  (填化學(xué)式)。
②乙學(xué)生設(shè)計(jì)的方案是：將反應(yīng)后的溶液冷卻后全部移入到燒杯中稀釋，并按正確操作配制100 mL溶液，再取20 mL于錐形瓶中，用       作指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液進(jìn)行滴定[已知：Cu(OH)₂開始沉淀的pH約為5]，選擇該指示劑的理由為                                                  ，再求出余酸的物質(zhì)的量，若耗去a mol/L氫氧化鈉溶液b mL，則原余酸的物質(zhì)的量為             mol(用含a、b的表達(dá)式來表示)。

Answer 1

（1）①Cu＋2H₂SO₄(濃)CuSO₄＋SO₂↑＋2H₂O   2Cu＋2H₂SO₄＋O₂===2CuSO₄＋2H₂O
②B裝置中導(dǎo)管長(zhǎng)進(jìn)短出
（2）①飽和NaHSO₃         ②甲基橙
因?yàn)镃u(OH)₂開始沉淀的pH約為5，若用酚酞作指示劑時(shí)溶液中的Cu^2＋會(huì)和NaOH反應(yīng)，Cu(OH)₂的藍(lán)色會(huì)干擾滴定終點(diǎn)的正確判斷     　

試題分析：（1）①打開活塞a之前發(fā)生的是銅和濃硫酸的反應(yīng)，方程式為：Cu＋2H₂SO₄(濃)CuSO₄＋SO₂↑＋2H₂O，隨著反應(yīng)進(jìn)行硫酸濃度變小，反應(yīng)停止發(fā)生，打開活塞a后氧氣進(jìn)入，在酸性條件下反應(yīng)生成硫酸銅，方程式為：2Cu＋2H₂SO₄＋O₂===2CuSO₄＋2H₂O。②收集的是SO₂氣體，密度比空氣大，所以應(yīng)該用向上排空氣法，因此B中導(dǎo)管是長(zhǎng)進(jìn)短出。
（2）①SO₂在NaHSO₃溶液中的溶解度最小所以D裝置中的試劑應(yīng)該是NaHSO₃溶液。
②用NaOH滴定反應(yīng)后的溶液時(shí)，由于溶液中有Cu²⁺所以不能讓Cu²⁺沉淀干擾滴定終點(diǎn)的判斷，因此pH應(yīng)該控制在5之內(nèi)，因此選用甲基橙做指示劑。滴定中用掉a mol/L氫氧化鈉溶液b mL，則原剩余的硫酸為=。
點(diǎn)評(píng)：本題綜合性強(qiáng)，主要考查學(xué)生分析問題的能力，尤其在選擇指示劑的時(shí)候，要注意考慮到Cu²⁺會(huì)發(fā)生反應(yīng)。