Question

2．盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的三种强酸．请根据三者与金属铜的反应情况，回答下列问题：

（1）某同学向浸泡铜片的稀盐酸中加入H₂O₂后，铜片溶解，该反应的离子方程式为：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O．
（2）如图1所示，进行铜与浓硫酸的反应：
①B中的实验现象为品红溶液颜色变浅或褪色．
②拆除装置前，不需打开胶塞，就可使装置中残留气体完全被吸收，应当采取的操作是：从D向试管中通入空气．
③若将如图2装置连接在上述装置B之后，其中下列说法不合理的是a（填序号）．
a．能表明I^-的还原性强于SO₂的现象是E中蓝色溶液褪色
b．装置F的作用是吸收SO₂尾气，防止污染空气
c．为了验证D中发生了氧化还原反应，加入用稀盐酸酸化的BaCl₂，产生白色沉淀
d．为了验证D中FeCl₃完全发生了氧化还原反应，加入KSCN溶液，无明显现象
（3）为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图3所示：
①设计装置A的目的是：利用产生的二氧化碳气体排出B管中的氧气，此装置的明显缺陷是无尾气吸收装置．
②若将过量铜粉与一定量浓硝酸反应，当反应完全停止时，共收集到的气体1.12L（标准状况），则该气体的主要成分是：NO、NO₂，反应中所消耗的硝酸的物质的量可能为B（填序号）．
A．0.1mol    B．0.15mol    C．0.2mol     D．0.25mol．

Answer 1

分析 （1）盐酸不能与金属铜反应，但可以与氧化铜反应，所以双氧水的作用是将金属铜氧化为CuO，然后氧化铜溶于盐酸；
（2）①铜与浓硫酸加热反应生成二氧化硫气体，二氧化硫具有漂白性，能够使品红溶液褪色；
②可以从D导管通入空气，将装置中二氧化硫完全排出；
③根据装置连接顺序、二氧化硫的化学性质、铁离子的检验方法等知识进行分析解答；
（3）①装置中氧气能够与一氧化氮反应，需要用二氧化氮排出装置中空气；一氧化氮为有毒气体，需要使用尾气吸收装置，不能直接排放到空气中；
②过量铜粉与一定量浓硝酸反应，反应开始是生成NO₂：Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；随着反应的进行，硝酸浓度降低，稀硝酸与铜反应生成NO：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，据此判断硝酸的物质的量范围．

解答 解：（1）盐酸不能与金属铜反应，但可以与氧化铜反应，所以双氧水的作用是将金属铜氧化为CuO，然后氧化铜溶于盐酸，反应的离子方程式为Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O，
故答案为：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
（2）①图1中铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+H₂O，二氧化硫具有漂白性，所以试管B中品红溶液颜色变浅或褪色，
故答案为：品红溶液颜色变浅或褪色；
②拆除装置前，不需打开胶塞，就可使装置中残留气体完全被吸收，采取的操作方法为：从D管口向A中大量鼓气，将装置中二氧化硫气体完全排出，
故答案为：从D管口向A中大量鼓气；
③a．碘离子还原性小于二氧化硫，所以能表明I^-的还原性小于SO₂的现象是E中蓝色溶液褪色，故a错误；
b．二氧化硫有毒，氢氧化钠溶液能够与二氧化硫反应，所以装置F的作用是吸收SO₂尾气，防止污染空气，故b正确；
c．二氧化硫被铁离子氧化生成硫酸根离子，加入用稀盐酸酸化的BaCl₂，产生白色沉淀，该白色沉淀一定为硫酸钡，则证明D中发生了氧化还原反应，故c正确；
d．D中FeCl₃完全发生了氧化还原反应，则溶液中不存在铁离子，加入KSCN溶液，混合液无明显现象，故d正确；
故答案为：a；
（3）①空气中氧气能够与一氧化氮气体反应生成二氧化氮，需要将装置中空气排出，所以装置A的目的是利用产生的二氧化碳气体排出B管中的氧气；NO有毒，装置中必须使用尾气吸收装置，否则会组成环境污染，
故答案为：利用产生的二氧化碳气体排出B管中的氧气；无尾气吸收装置；
②过量铜粉与一定量浓硝酸反应，反应开始是生成NO₂，反应方程式为：Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；随着反应的进行，硝酸浓度降低，稀硝酸与铜反应生成NO，发生反应的方程式为：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
生成气体的物质的量为：$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，当生成气体全部为NO₂时，消耗的硝酸的物质的量为：0.05mol×2=0.10mol，当生成气体全部为NO时，消耗的硝酸的物质的量为：0.05mol×4=0.20mol，所以消耗的硝酸的物质的量介于0.10mol和0.20mol之间，只有B符合，
故答案为：NO₂、NO；B．

点评 本题通过三大强酸的性质，考查了性质实验方案的设计方法，题目难度中等，注意掌握化学实验基本操作方法，明确性质实验方案设计的原则，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验能力．