Question

6．在一支试管中放入一块很小的铜片，再加入少量浓硫酸，然后把试管固定在铁架台上．把一小条蘸有品红溶液的滤纸放入带有单孔橡皮塞的玻璃管中．塞紧试管口，在玻璃导管口处缠放一团蘸有Na₂CO₃溶液的棉花．给试管加热，观察现象．当试管中的液体逐渐透明时，停止加热．回答下列问题：
（1）写出a处反应的化学方程式Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）试管中的液体反应一段时间后，b处滤纸条的变化为品红褪色；．待试管中反应停止后，给玻璃管放有蘸过品红溶液的滤纸处微微加热，滤纸条的变化为恢复红色．
（3）待试管中的液体冷却后，将试管上层液体倒去，再慢慢加入少量水，可观察溶液呈蓝色．
（4）玻璃导管口处缠放一团蘸有Na₂CO₃溶液的棉花所起的作用是吸收二氧化硫，防止污染．
（5）如果浓硫酸的浓度为18mol/L，铜片是过量的，加热使之反应，当被还原的硫酸为0.9mol．则浓硫酸的实际体积大于（填写“大于”、“等于”或“小于”）100mL．

Answer 1

分析 （1）铜和浓硫酸在加热条件下能发生反应，生成硫酸铜和二氧化硫、水；
（2）二氧化硫能使品红溶液褪色，但二氧化硫的漂白性不稳定，加热时会恢复原来的颜色；
（3）上层是硫酸，下层是生成的硫酸铜，溶于水显蓝色；
（4）二氧化硫有毒，所以不能直接排空，碳酸钠水解使得溶液呈碱性，可以吸收二氧化硫气体；
（5）由于在反应过程中，硫酸的浓度是逐渐降低的，而稀硫酸和铜不反应，则实际上浓硫酸的体积应该稍大．

解答 解：（1）浓硫酸具有强氧化性，能和铜反应，被铜还原为二氧化硫，所以产物有生成的硫酸铜、二氧化硫和水；书写化学方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）二氧化硫能和有色物质生成无色物质，二氧化硫能使品红溶液褪色，所以二氧化硫具有漂白性；但生成的无色物质不稳定，加热时会恢复原来的颜色．
故答案为：品红褪色；恢复红色；
（3）铜和浓硫酸在加热条件下能发生反应，生成硫酸铜，上层是硫酸，下层是生成的硫酸铜，溶于水显蓝色，
故答案为：蓝；
（4）SO₂是大气污染物，并能随意排放，则玻璃导管口处缠放一团蘸有Na₂CO₃溶液的棉花所起的作用是吸收二氧化硫，防止污染，有关的方程式是：Na₂CO₃+SO₂=Na₂SO₃+CO₂，
故答案为：吸收二氧化硫，防止污染；
（5）铜和热的浓硫酸反应：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，当被还原的硫酸为0.9mol，理论上需18mol/L的浓硫酸的体积为100mL，但铜和稀硫酸不反应，
故答案为：大于．

点评 本题考查性质方案的设计，涉及铜和浓硫酸的反应、SO₂性质的检验以及尾气处理和有关氧化还原反应的计算，该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题，试题综合性强，侧重对学生实验能力的培养和解题方法的指导，有助于培养学生规范、严谨的实验设计和评价能力．