Question

【题目】某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应，用下图所示的装置进行实验：

请回答下列问题：

（1）仪器a的名称是________________。

（2）B是用来收集实验中产生气体的装置，但未将导管画全，请将装置图补充完整_____。

（3）实验中他们取6.4g铜片和3mL8mol·L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应停止，最后发现娆瓶中还有铜片剩余，该小组中的同学认为还有一定量的硫酸剩余。

①写出铜与浓硫酸反应的化学方程式：_______________________________；

实验中若有mg铜参加了反应，转移电子的数目为_______________。

②为什么有一定量的硫酸剩余但未能使铜片完全溶解? 你认为的原因是______________________。

③下列试剂中，能证明反应停止后烧瓶中有硫酸剩余的是_________（填写字母编号）。

A.硫酸钠溶液 B.氯化钡溶液 C.银粉 D.碳酸氢钠固体

（4）为了测定剩余硫酸的物质的量，该兴趣小组通过分液漏斗加入过量的NaNO3溶液，测定烧瓶中产生的气体为物质的量之比为2∶1的NO和NO2混合气体，且完全反应后还有铜片剩余

①请写出加入NaNO3溶液后，容器中发生的离子方程式_______________________________。

②若实验中产生气体的总体积为336mL（标况下），则剩余硫酸的物质的量为______________________。

Answer 1

【答案】 圆底烧瓶 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O mNA/32 铜和稀硫酸不反应 D 7Cu+20H-+6NO3-=7Cu2++2NO2↑+4NO↑+10H2O 0.025mol

【解析】（1）仪器a的名称是圆底烧瓶。（2）本实验收集气体为二氧化硫，二氧化硫溶于水，选择排空气法，气体密度与相对质量成正比，二氧化硫的相对分子质量为64，比空气的平均相对分子质量29大，所以进气管应伸入集气瓶底部，出气管在集气瓶口部，图为。（3）实验中他们取6.4g铜片和3mL8mol·L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应停止，最后发现娆瓶中还有铜片剩余，该小组中的同学认为还有一定量的硫酸剩余。

①铜与浓硫酸反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O；mg铜的物质的量是m/64 mol，铜元素化合价从0价升高到+2价，因此转移电子的数目为mNA/32。②剩余的硫酸是稀硫酸，稀硫酸与铜不反应；③能证明反应停止后烧瓶中有硫酸剩余，只能证明氢离子的存在才能说明，不能证明硫酸根离子，因为浓硫酸和铜反应生成了硫酸铜；A．硫酸钠溶液不能能证明硫酸根离子存在，也不能证明氢离子的存在，A不符合；B．氯化钡溶液能证明硫酸根离子存在，但不能证明氢离子存在，B不符合；C．银粉和稀硫酸不反应不能证明氢离子的存在，C不符合；D．碳酸氢钠和氢离子反应生成二氧化碳气体，可以用来证明溶液中存在稀硫酸，D符合；答案选D；（4）①在酸性溶液中硝酸根与金属铜反应生成硝酸铜、水以及物质的量之比为2∶1的NO和NO2混合气体，则容器中发生的离子方程式为7Cu+20H＋+6NO3-＝7Cu2++2NO2↑+4NO↑+10H2O。②混合气体的物质的量是0.336L÷22.4L/mol＝0.015mol，其中NO2是0.005mol，根据方程式可知氢离子的物质的量是0.05mol，因此剩余硫酸的物质的量是0.025mol。