Question

18．探究铜与浓硫酸反应的装置如图所示．试验中观察到：A中有白雾产生，铜片表面变黑并附着有细小黑色颗粒物；B中有白色沉淀物生成．

请回答下列问
（1）证明有SO₂生成的现象是品红溶液褪色．
（2）写出铜与浓硫酸反应的化学方程式Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（3）反应结束后，为检验A中有CuSO₄生成，实验操作是：熄灭酒精灯并使A中溶液冷却到室温，将A中溶液缓慢地加入到装有水的烧杯中，并不断搅拌，溶液呈蓝色．
（4）关于试管B中有白色沉淀生成的解释，不合理的是C．
A．硫酸分解生成了SO₃ B．硫酸在温度高时挥发      C．SO₂与氯化钡溶液反应生成BaSO₃
（5）为证明附着在铜片上的黑色物质含有硫元素，将洗涤后含黑色物质的铜片，用足量浓硝酸溶解后，还应选用的试剂是BaCl₂溶液（填化学式）．
（6）若反应结束时3.2g铜丝完全溶解，用中和滴定法测定剩余硫酸的物质的量．将A中残余液稀释至1000mL，所需要的仪器有烧杯、玻璃棒、1000mL容量瓶、胶头滴管；若以NaOH溶液为试剂，以酚酞为指示剂，将使测定结果偏高（“偏高”、“偏低”、“无影响”）．（已知：酚酞变色范围pH=8.0～10.0，K_sp[Cu（OH）₂]=5.0×10^-20）

Answer 1

分析 （1）二氧化硫具有漂白性，能使品红褪色；
（2）浓硫酸具有强氧化性，在加热条件下与铜发生氧化还原反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；
（3）硫酸铜溶于水溶液显蓝色；
（4）酸性条件下，SO₂与氯化钡溶液不反应；
（5）黑色物质含有硫元素，加硝酸溶解会生成硫酸根，根据检验硫酸根的方法分析；
（6）根据溶液配制的操作分析；3.2g铜丝完全溶解，溶液中铜离子的物质的量为0.05mol，配成1L溶液，则铜离子浓度为0.05mol/L，根据K_sp[Cu（OH）₂]计算生成沉淀时溶液中氢氧根离子的浓度，根据酚酞变色范围pH=8.0～10.0判断是否有氢氧化铜沉淀，再分析测定结果的误差．

解答 解：（1）二氧化硫具有漂白性，能使品红褪色，当C中品红溶液褪色，说明反应中生成二氧化硫，故答案为：品红溶液褪色；
（2）浓硫酸具有强氧化性，在加热条件下与铜发生氧化还原反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，其反应的方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（3）硫酸铜溶于水溶液显蓝色，要检验生成物中有硫酸铜，则熄灭酒精灯并使A中溶液冷却到室温，将A中溶液缓慢地加入到装有水的烧杯中，并不断搅拌，溶液呈蓝色；
故答案为：将A中溶液缓慢地加入到装有水的烧杯中，并不断搅拌，溶液呈蓝色；
（4）酸性条件下，SO₂与氯化钡溶液不反应，所以B中出现变白色沉淀不可能是SO₂与氯化钡溶液反应生成BaSO₃；
故答案为：C；
（5）黑色物质含有硫元素，加硝酸溶解会生成硫酸根，检验硫酸根的试剂一般用BaCl₂溶液；
故答案为：BaCl₂溶液；
（6）配制1000mL溶液需要烧杯、玻璃棒、1000mL容量瓶、胶头滴管；3.2g铜丝完全溶解，溶液中铜离子的物质的量为0.05mol，配成1L溶液，则铜离子浓度为0.05mol/L，K_sp[Cu（OH）₂]=c（Cu²⁺）×c²（OH^-），c（OH^-）=$\sqrt{\frac{5.0×1{0}^{-20}}{0.05}}$=10^-9mol/L，则pH=9时会有氢氧化铜沉淀生成，已知酚酞变色范围pH=8.0～10.0，所以在滴定终点时会有氢氧化铜沉淀生成，则滴定时消耗的氢氧化钠的体积偏大，所以测得结果偏高；
故答案为：1000mL容量瓶、胶头滴管；偏高．

点评 本题综合考查性实验设计、物质组成的探究实验设计，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高考常见题型，难度中等，注意把握相关物质的性质以及实验原理．