Question

【题目】某化学小组欲进行如下实验探究金属与浓硫酸反应。试回答下列问题。

(1)利用上图装置研究铜与浓硫酸反应,反应化学方程式为_________;B装置的目的是______;x溶液为___________。

(2)将上述实验中的铜改为黄铜(铜锌合金),实验后阶段可观察到倒立漏斗边缘有气体冒出,且越来越快。该气体可能为____，气体产生越来越快的原因可能是_____(至少两点)。验证该气体的实验方案如下:

①装置连接顺序:x→_________；

②能证明上述假设成立的实验现象是__________。

(3)取少量镁粉加入盛浓硫酸的烧杯,在通风橱中实验。充分反应后溶液中有灰白色悬浮物,设计方案研究该悬浮物的组成,请帮助完善。(假设镁的化合物都溶于稀酸)

_____

写出产生该灰白色悬浮物主要反应的化学方程式_____。

Answer 1

【答案】 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 检验产物SO2 NaOH溶液(其他合理答案均可得分) H2 反应后期，c(H+)增大,与Zn反应生成H2速率加快;黄铜为铜锌合金，与硫酸形成原电池产生H2速率加快;反应放热 c→d→e→f→a→b→g E中(硬质玻璃管)黑色粉末变红，H中(球形干燥管)固体由白色变为蓝色 3Mg+4H2SO4(浓)==3MgSO4+S+4H2O

【解析】（1）浓硫酸具有强氧化性，在加热条件下与Cu反应生成CuSO4、SO2和H2O，故化学方程式为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O；二氧化硫具有漂白性，可以使品红溶液褪色，常用品红溶液来检验二氧化硫气体；二氧化硫是有毒气体且为酸性气体，C为尾气吸收装置，故x溶液可以是NaOH溶液。

（2）若将上述实验中的铜改为黄铜(铜锌合金)，实验后阶段浓硫酸变稀，与锌反应会产生氢气，所以实验后阶段可观察到倒立漏斗边缘有气体冒出，且越来越快，该气体可能为H2；根据影响化学反应速率的因素，结合该实验原理及条件，气体产生越来越快的原因可能是：反应后期，浓硫酸变为稀硫酸，电离程度增大，c(H+)增大，与Zn反应生成H2速率加快；黄铜为铜锌合金，与硫酸形成原电池产生H2速率加快；反应放热等。

①若要验证该气体是氢气，根据可供选择的装置及药品，先除去二氧化硫，再吸水干燥，然后通入灼热的氧化铜，最后检验产物是水，所以装置连接顺序:x→c→d→e→f→a→b→g。

②若E中(硬质玻璃管)黑色粉末变红，说明生成了铜单质，同时H中(球形干燥管)固体由白色变为蓝色，说明生成了水，由此可证明上述假设成立。

（3）镁与浓硫酸反应，硫酸可能表现酸性和强氧化性，固体生成物可能是含有镁元素、S元素的物质，烧杯中的混合物加水部分溶解，则不溶物可能为含S物质，过滤后可加入有机溶剂(如二硫化碳)溶解，故方案未完成部分可以为：；产生该灰白色悬浮物主要反应的化学方程式为：3Mg+4H2SO4(浓)=3MgSO4+S+4H2O。