Question

【題目】某化學興趣小組為探究銅與濃硫酸的反應，用下圖所示的裝置進行實驗：

請回答下列問題：

（1）儀器a的名稱是________________。

（2）B是用來收集實驗中產生氣體的裝置，但未將導管畫全，請將裝置圖補充完整_____。

（3）實驗中他們取6.4g銅片和3mL8mol·L-1濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到反應停止，最后發現嬈瓶中還有銅片剩余，該小組中的同學認為還有一定量的硫酸剩余。

①寫出銅與濃硫酸反應的化學方程式：_______________________________；

實驗中若有mg銅參加了反應，轉移電子的數目為_______________。

②為什么有一定量的硫酸剩余但未能使銅片完全溶解? 你認為的原因是______________________。

③下列試劑中，能證明反應停止后燒瓶中有硫酸剩余的是_________（填寫字母編號）。

A.硫酸鈉溶液 B.氯化鋇溶液 C.銀粉 D.碳酸氫鈉固體

（4）為了測定剩余硫酸的物質的量，該興趣小組通過分液漏斗加入過量的NaNO3溶液，測定燒瓶中產生的氣體為物質的量之比為2∶1的NO和NO2混合氣體，且完全反應后還有銅片剩余

①請寫出加入NaNO3溶液后，容器中發生的離子方程式_______________________________。

②若實驗中產生氣體的總體積為336mL（標況下），則剩余硫酸的物質的量為______________________。

Answer 1

【答案】 圓底燒瓶 Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O mNA/32 銅和稀硫酸不反應 D 7Cu+20H-+6NO3-=7Cu2++2NO2↑+4NO↑+10H2O 0.025mol

【解析】（1）儀器a的名稱是圓底燒瓶。（2）本實驗收集氣體為二氧化硫，二氧化硫溶于水，選擇排空氣法，氣體密度與相對質量成正比，二氧化硫的相對分子質量為64，比空氣的平均相對分子質量29大，所以進氣管應伸入集氣瓶底部，出氣管在集氣瓶口部，圖為。（3）實驗中他們取6.4g銅片和3mL8mol·L-1濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到反應停止，最后發現嬈瓶中還有銅片剩余，該小組中的同學認為還有一定量的硫酸剩余。

①銅與濃硫酸反應的化學方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O；mg銅的物質的量是m/64 mol，銅元素化合價從0價升高到+2價，因此轉移電子的數目為mNA/32。②剩余的硫酸是稀硫酸，稀硫酸與銅不反應；③能證明反應停止后燒瓶中有硫酸剩余，只能證明氫離子的存在才能說明，不能證明硫酸根離子，因為濃硫酸和銅反應生成了硫酸銅；A．硫酸鈉溶液不能能證明硫酸根離子存在，也不能證明氫離子的存在，A不符合；B．氯化鋇溶液能證明硫酸根離子存在，但不能證明氫離子存在，B不符合；C．銀粉和稀硫酸不反應不能證明氫離子的存在，C不符合；D．碳酸氫鈉和氫離子反應生成二氧化碳氣體，可以用來證明溶液中存在稀硫酸，D符合；答案選D；（4）①在酸性溶液中硝酸根與金屬銅反應生成硝酸銅、水以及物質的量之比為2∶1的NO和NO2混合氣體，則容器中發生的離子方程式為7Cu+20H＋+6NO3-＝7Cu2++2NO2↑+4NO↑+10H2O。②混合氣體的物質的量是0.336L÷22.4L/mol＝0.015mol，其中NO2是0.005mol，根據方程式可知氫離子的物質的量是0.05mol，因此剩余硫酸的物質的量是0.025mol。