Question

20．Ⅰ．某同学为了验证氢气还原氧化铜的反应产物，设计了如图1所示的实验装置．

（1）写出编号仪器的名称：①锥形瓶 ②长颈漏斗．
（2）浓硫酸的作用是干燥氢气．
（3）本实验需要加热的装置为D（填字母编号）．
（4）写出装置C、D中可观察到的现象：C白色固体变蓝，D黑色粉末变红色．
（5）D中反应每生成1mol水分子，转移的电子数为1.204×10²⁴个．
Ⅱ．实验时他需要1.0mol/L的硫酸溶液250mL．根据溶液的配制回答下列问题．
（1）在如图2所示仪器中，配制上述溶液肯定不需要的是C（填序号），除图中已有仪器外，配制上述溶液还需要的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒．
（2）在容量瓶的使用方法中，下列操作不正确的是BCD
A．使用容量瓶前检验是否漏水
B．容量瓶用水洗净后，再用待配溶液洗涤
C．配制溶液时，如果试样是固体，把称好的固体用纸条小心倒入容量瓶中，缓慢加水至接近刻度线1～2cm处，用胶头滴管加蒸馏水至刻度线．
D．配制溶液时，若试样是液体，用量筒取样后用玻璃棒引流倒入容量瓶中，缓慢加水至刻度线1～2cm处，用胶头滴管加蒸馏水至刻度线．
E．盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，把容量瓶反复倒转几次，摇匀．
（3）根据计算得知，需用量筒量取质量分数为98%、密度为1.84g/cm³的浓硫酸的体积为13.6mL，如果实验室有15mL、20mL、50mL量筒，应选用15mL量筒最好．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）A是制取氢气的实验装置，①是锥形瓶，②是长颈漏斗；
（2）氢气在点燃时必须是干燥的，故浓硫酸的作用是除去H₂中的水蒸气（或干燥H₂）；
（3）氢气还原氧化铜需要加热条件，故本实验需要加热的装置为D．
（4）氢气和氧化铜反应生成的水蒸气进入C中，故C中的现象是白色无水CuSO₄固体变蓝．氢气还原氧化铜呈单质铜，故D中的现象为黑色CuO逐渐变红；
（5）氢气反应后生成的是水，H元素的化合价由0价变为了+1价，故D中反应每生成1mol水分子，转移的电子数为1.204×10²⁴个；
Ⅱ．（1）在配置一定物质的量浓度的溶液时，不需要球型漏斗，即C．需要的玻璃仪器还有烧杯、玻璃棒；
（2）根据仪器的使用原则以及实验步骤来回答；
（3）根据稀释前后溶质的物质的量相等计算所需浓硫酸的体积．

解答 解：Ⅰ．（1）图中①锥形瓶②长颈漏斗，故答案为：锥形瓶；长颈漏斗；
（2）氢气可用浓硫酸干燥，故答案为：干燥氢气；
（3）还原氧化铜的实验需要在高温下才可以进行，所以需要加热的装置字母编号为D，故答案为：D；
（4）C处得无水硫酸铜因吸水，由白色变为蓝色；D处得黑色氧化铜粉末在加热的条件下，被氢气还原成红色铜．颜色变化是由黑色变为红色，
故答案为：白色固体变蓝，黑色粉末变红色；
（5）在反应CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O中，化合价升高值=化合价降低值=转移电子数=2N_A=1.204×10²⁴，故答案为：1.204×10²⁴；
Ⅱ．（1）配制250ml1.0mol/L稀硫酸，操作步骤有计算、量取、稀释、移液、洗涤移液、定容、摇匀等操作，用筒量取（用到胶头滴管）浓硫酸，在烧杯中稀释，用玻璃棒搅拌，冷却后转移到250mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗涤2-3次，将洗涤液转移到容量瓶中，加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，最后定容颠倒摇匀．所以需要的仪器为：烧杯、筒量、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管，所以还需要的仪器是：烧杯、玻璃棒，
故答案为：C；烧杯、玻璃棒；
（2）A．使用容量瓶前检验是否漏水，故正确；
B．容量瓶用水洗净后，不能再用待配溶液洗涤，有水不会影响实验结果，故错误；
C．配制溶液时，如果试样是固体，把称好的固体倒入烧杯中溶解，容量瓶不能作为溶解仪器，故错误；
D．配制溶液时，容量瓶不能作为稀释仪器，应该在烧杯中稀释，故错误；
E、盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，把容量瓶反复倒转几次，摇匀，故正确．
故答案为：BCD；
（3）设需用量筒量取质量分数为98%、密度为1.84g/cm³的浓硫酸的体积为VmL，则$\frac{V×1.84×98%}{98}$，解得V=13.6mL，需要15mL的量筒，
故答案为：13.6；15．

点评 本题主要考查物质在化学反应中的颜色变化和如何改进实验装置、一定物质的量浓度溶液配制以及对物质的量浓度理解与计算等，属于有较大难度的题目，需要同学们细心考虑．