Question

3．某化學課外興趣小組為探究銅與濃硫酸的反應，用如圖1所示裝置時行實驗：

（1）B是用來收集實驗中產生的氣體的裝置，如2裝置圖補充完整后正確的是a；
（2）實驗中他們取6.4g銅片和12mL 18mol•L^-1濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到反應完畢，最后發現燒瓶中還有銅片剩余，該小組中的同學認為還有一定量的硫酸剩余．
①請寫出銅跟濃硫酸反應的化學方程式：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
②下列試劑中，能證明反應停止后燒瓶中有硫酸剩余的是$\frac{m}{64}$（填寫字母編號）．
A．硫酸鈉溶液   B．BaCl₂溶液 C．銀粉 D．Na₂CO₃溶液
③為什么有一定量的硫酸剩余但未能使銅片完全溶解？你認為原因是銅不會和稀硫酸之間反應．
（3）為了確定反應生成的主要氣體成分，還可以在實驗裝置A和B之間補充以上右圖D裝置，其中洗氣瓶中可以盛有品紅（溴水、酸性高錳酸鉀）（試劑）．

Answer 1

分析 （1）銅和濃硫酸加熱一生成二氧化硫氣體，二氧化硫比空氣重，用向上排氣法收集，進氣的導氣管長進短處；
（2）①銅和濃硫酸加熱反應生成硫酸銅、二氧化硫和水；
②通過證明反應后的溶液中存在氫離子，可以證明硫酸有剩余；
③金屬銅只能和濃硫酸之間反應，但是不會和稀硫酸之間反應；
（3）二氧化硫能使品紅褪色，能使溴水褪色，能使酸性高錳酸鉀褪色，據此回答．

解答 解：（1）銅和濃硫酸加熱一生成二氧化硫氣體，二氧化硫比空氣重，用向上排氣法收集，進氣的導氣管長進短處，圖中補進氣管伸入近集氣瓶底，裝置圖為：a，
故答案為：a；
（2）①銅和濃硫酸加熱反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應的化學方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
②能證明反應停止后燒瓶中有硫酸剩余，只要證明氫離子的存在即可，當不能依據溶液中存在硫酸根離子而證明濃硫酸有剩余，
A．硫酸鈉溶液不與氫離子反應，無法證明硫酸有剩余，故A錯誤；
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，故B錯誤；
C．銀粉和稀硫酸不反應，則不能證明氫離子的存在，故C錯誤；
D．碳酸鈉溶液和氫離子反應生成二氧化碳氣體，有氣體生成可以證明反應后的溶液中存在氫離子，從而證明明溶液中存在稀硫酸，故D正確；
故答案為：D；
③金屬銅只能和濃硫酸之間反應，但是不會和稀硫酸之間反應，隨著反應的進行，濃硫酸會變稀，故答案為：銅不會和稀硫酸之間反應；
（3）二氧化硫能使品紅褪色，能使溴水褪色，能使酸性高錳酸鉀褪色，為檢驗二氧化硫，可以用品紅、溴水、酸性高錳酸鉀等物質檢驗，故答案為：品紅（溴水、酸性高錳酸鉀）．

點評 本題通過濃硫酸的性質考查了性質實驗方案的設計與評價，題目難度中等，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的想、理解能力，注意熟練掌握濃硫酸與銅的反應原理，明確性質實驗方案的設計及評價原則．