Question

15．如图1是某硫酸试剂标签上的部分内容．请回答下列问题：

（1）该硫酸的物质的量浓度为18.4mol•L^-1．
（2）某次学生实验需要0.4mol•L^-1H₂SO₄溶液250mL，若由你来配制所需溶液
①需要量取5.4mL上述硫酸试剂进行配制．
②配制溶液时除需250mL容量瓶、量筒、玻璃棒等仪器外，还需要的仪器有胶头滴管、烧杯．
③下列操作会引起所配溶液浓度偏小的是b（填字母）
a．容量瓶水洗后未干燥
b．向容量瓶中转移时，有少量液体溅出
c．定容时俯视刻度线
（3）某实验探究小组在验证浓硫酸的吸水性时，共设计出如图2所示的四种实验方案，其中在理论上可行的是②③．（填编号）
（4）用固体Cu制备CuSO₄溶液，可设计如图三种途径：

写出途径③中反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目，其中还原剂是Cu．上述途径中你认为最佳途径是②，选择的理由是原料利用率高，环境污染小．

Answer 1

分析 （1）依据C=$\frac{1000ρω}{M}$计算浓硫酸的物质的量浓度；
（2）①依据溶液稀释规律计算需要浓硫酸体积，依据浓硫酸体积选择合适规格的量筒；
②依据配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤选择需要仪器；
③分析操作对溶质的物质的量和溶液的体积影响，依据C=$\frac{n}{V}$进行误差分析；
（3）①浓硫酸具有强的氧化性，常温下生铁钝化；
②浓硫酸具有吸水性，能够吸收晶体中结晶水；
③浓硫酸具有吸水性，饱和硝酸钾溶液中容积减少，有晶体析出；
④浓硫酸具有脱水性，能够使木棒碳化；
（4）铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，依据元素化合价升降判断氧化剂和还原剂，用双线桥表示；
金属铜可以和硝酸之间反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，但是一氧化氮是有毒的，根据铜、稀硫酸的性质来判断反应的发生；

解答 解：（1）浓硫酸的物质的量浓度C=$\frac{1000×1.84×98%}{98}$=18.4mol/L；
故答案为：18.4mol•L^-1；
（2）①设需要浓硫酸体积V，依据溶液稀释过程中所含溶质的物质的量不变得：18.4mol/L×V=0.4mol•L^-1×250mL，解得V=5.4mL；
②配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤：计算、量取、稀释、移液、洗涤、定容，用到的仪器：量筒、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管，所以还缺少的仪器：胶头滴管、烧杯；
③a．容量瓶水洗后未干燥，对溶质的物质的量和溶液体积都不产生影响，溶液浓度不变，故a不选；
b．向容量瓶中转移时，有少量液体溅出，导致溶质的物质的量偏小，溶液浓度偏低，故b选；
c．定容时俯视刻度线，导致溶液体积偏小，溶液浓度偏高，故c不选；
故选：c；
故答案为：①5.4； ②胶头滴管、烧杯；③b；
（3）①浓硫酸具有强的氧化性，常温下生铁钝化，不能证明浓硫酸具有吸水性，故不选；
②浓硫酸具有吸水性，能够吸收胆矾晶体中结晶水使其变为白色硫酸铜，能证明浓硫酸具有吸水性，故选；
③浓硫酸具有吸水性，饱和硝酸钾溶液中容积减少，有晶体析出，能证明浓硫酸具有吸水性，故选；
④浓硫酸具有脱水性，能够使木棒碳化，不能证明浓硫酸具有吸水性，故不选；
故选：②③；
（4）在Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O反应中，Cu元素化合价升高，失电子被氧化，铜做还原剂，S元素化合价降低，得电子被还原，H₂SO₄是氧化剂；铜失电子数=1（2-0）=2，硫酸得电子数=1（6-4）=2，该反应中转移电子数是2，用用双线桥标出该反应电子转移的方向和数目为：；

金属铜可以和硝酸之间反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，即3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，铜不能和稀硫酸反应，但是当加热并通入空气之后，铜和氧气反应生成氧化铜，然后氧化铜会和硫酸反应生成硫酸铜，不会产生污染大气的气体，该过程原料利用率高，环境污染小，所以途径②最佳，
故答案为：；②；原料利用率高，环境污染小．

点评 本题为综合题，考查了一定物质的量浓度溶液的配制，浓硫酸性质实验设计，明确配制过程及操作步骤及浓硫酸的性质是解题关键，题目难度中等．