Question

4．某化學(xué)興趣小組為探索銅跟濃硫酸的反應(yīng)，用如圖所示裝置進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)回答：

實(shí)驗(yàn)中甲同學(xué)取a 克 Cu 片和12ml 18mol/L濃H₂SO₄放人圓底燒瓶中加熱，直到反應(yīng)完畢，最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有一定量的H₂SO₄和Cu剩余．
（1）請(qǐng)寫(xiě)出Cu與濃H₂SO₄反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑．
裝置E中試管D內(nèi)盛品紅溶液，當(dāng)C中氣體集滿(mǎn)后，D中有可能觀察到的現(xiàn)象是品紅溶液褪色．
實(shí)驗(yàn)裝置D有可能造成環(huán)境污染，試用最簡(jiǎn)單方法加以解決（實(shí)驗(yàn)用品自選）用浸有NaOH溶液的棉團(tuán)塞在試管口．
（2）裝置B的作用是貯存多余的氣體．當(dāng)D處有明顯現(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)生進(jìn)入B，B中應(yīng)放置的液體（填字母）：D
A．飽和Na₂SO₃溶液   B．酸性 KMnO₄溶液    C．濃溴水        D．飽和NaHSO₃溶液
（3）問(wèn)題：反應(yīng)后溶液中有大量硫酸剩余．足量下列藥品能夠用來(lái)證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中的確有余酸的是AD．
A．Fe粉    B．BaCl₂溶液   C．Ag  D．飽和NaHSO₃溶液
（4）實(shí)驗(yàn)中甲學(xué)生向A中反應(yīng)后溶液中通入一種常見(jiàn)氣體單質(zhì)，使銅片全部溶解且僅生成硫酸銅溶液，請(qǐng)問(wèn)該氣體單質(zhì)是氧氣（填名稱(chēng)），反應(yīng)方程式是2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)銅是金屬，具有還原性，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性；當(dāng)C中氣體集滿(mǎn)，D中逸出二氧化硫；二氧化硫能夠與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，可以用浸有NaOH溶液的棉團(tuán)塞在試管口吸收二氧化硫；
（2）B中液體不與二氧化硫反應(yīng)，也不溶解二氧化硫，據(jù)此進(jìn)行分析；
（3）證明硫酸剩余，需要證明反應(yīng)后的溶液中存在大量氫離子；
（4）稀硫酸和銅不發(fā)生反應(yīng)，通入氧氣后能夠反應(yīng)生成硫酸銅，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）銅跟濃硫酸反應(yīng)，銅具有還原性，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，反應(yīng)必須加熱才能發(fā)生，書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式時(shí)注意“濃”字，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；裝置E中試管D內(nèi)盛品紅溶液，當(dāng)C中氣體集滿(mǎn)，D中有二氧化硫，二氧化硫能和有色物質(zhì)品紅溶液生成無(wú)色物質(zhì)；二氧化硫有毒，不能直接排放，氫氧化鈉溶液能夠與二氧化硫反應(yīng)，可用浸有NaOH溶液的棉團(tuán)塞在試管口吸收二氧化硫，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；品紅溶液褪色；用浸有NaOH溶液的棉團(tuán)塞在試管口；
（2）裝置B的作用是貯存多余的氣體，所以B中應(yīng)放置的液體不能與二氧化硫反應(yīng)，也不能溶解二氧化硫，而A．飽和Na₂SO₃溶液、B．酸性KMnO₄溶液、C．濃溴水都能夠與二氧化硫反應(yīng)，只有D．飽和NaHSO₃溶液符合要求，
故答案為：D；
（3）直到反應(yīng)完畢，最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有一定量的H₂SO₄和Cu剩余，證明反應(yīng)后有硫酸剩余，需要證明反應(yīng)后的溶液中存在大量氫離子，根據(jù)金屬活動(dòng)順序表可知鐵能和氫離子反應(yīng)，銀不與氫離子反應(yīng)；稀硫酸與BaC1₂溶液反應(yīng)生成硫酸鋇，但是不能證明是否含有氫離子；與飽和NaHSO₃溶液反應(yīng)生成二氧化硫，證明溶液中含有氫離子，所以AD正確，
故答案為：AD；
（4）實(shí)驗(yàn)中甲學(xué)生向A中反應(yīng)后溶液中通入一種常見(jiàn)氣體單質(zhì)，使銅片全部溶解且僅生成硫酸銅溶液，該氣體單質(zhì)具有強(qiáng)氧化性，又是常見(jiàn)的，可以為氧氣；銅和氧氣、稀硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，得到硫酸銅和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O，
故答案為：氧氣；2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了濃硫酸的性質(zhì)，題目難度中等，試題涉及銅與濃硫酸的反應(yīng)原理、二氧化硫的性質(zhì)及檢驗(yàn)方法、化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)等知識(shí)，注意掌握濃硫酸具有的性質(zhì)，明確化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法．