Question

3．銅跟濃硫酸的反應原理是：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，某小組同學用如圖所示裝置制取硫酸銅．請回答以下問題：

（1）圖中B裝置用來收集SO₂（已知SO₂的密度大于CO₂的密度），但未將導管畫全，請將B裝置中的導管補畫完整．
（2）圖中C裝置的作用是防止氫氧化鈉溶液倒吸入B瓶中，裝置D的作用是吸收二氧化硫，防止污染空氣．
（3）充分反應后，燒瓶中的銅片仍有剩余，那么硫酸是否也有剩余呢？該小組同學進一步研究：待燒瓶冷卻后，將燒瓶中的混合物稀釋、過濾、用濾液做了如下實驗．
實驗1：用pH試紙測試濾液pH，其中pH約為1
實驗2：取少量濾液于試管中，向試管中滴加氯化鋇溶液，有白色沉淀現象．
你認為實驗1可以說明明礬有剩余（選填“實驗1”或“實驗2”）
（4）以銅片與濃硫酸為原料用上述方法制取硫酸銅，存在的缺陷有消耗大量的能量，產生了有毒的氣體等（答出1點即可）．

Answer 1

分析 （1）根據二氧化硫的密度比空氣大分析；
（2）根據二氧化硫有毒、能與氫氧化鈉反應分析回答；
（3）根據稀硫酸顯酸性分析；
（4）根據以銅片與濃硫酸為原料用上述方法制取硫酸銅的過程等分析回答．

解答 解：（1）由于二氧化硫的密度大于空氣，應利用向上排空氣法收集，導氣管應伸入到接近瓶底．見下圖：

（2）圖中C裝置的作用是防止氫氧化鈉溶液倒吸入B瓶中，由于二氧化硫有毒、能與氫氧化鈉反應，所以．裝置D的作用是吸收二氧化硫，防止污染空氣．
（3）由于生成物中含有硫酸銅，在加入氯化鋇時能產生沉淀對硫酸的存在的判斷產生了干擾；硫酸顯酸性，所以，能證明濃硫酸有剩余的是實驗1．
（4）由制取的過程可知，存在的缺陷有：消耗大量的能量，產生了有毒的氣體等．
故答案為：（1）見上圖；（2）防止氫氧化鈉溶液倒吸入B瓶中；吸收二氧化硫，防止污染空氣；（3）實驗1；（4）消耗大量的能量，產生了有毒的氣體等．

點評 本題屬于實驗設計題，排在氫后的金屬不與酸發生置換反應，但是可以和強氧化性的酸反應，濃硫酸具有強氧化性，完成本題，可以從題干給出的內容，提取有用的信息，分析歸納從而得出合理的答案，本考點主要出現在實驗題中．