Question

3．某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应，用如图所示装置进行有关实验． 甲同学取Cu 片和12ml 18mol/L浓H₂SO₄放入圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有一定量的H₂SO₄和Cu剩余．

（1）Cu与浓H₂SO₄反应的化学方程式是Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑．
（2）装置D盛有品红溶液，当C中气体集满后，D中有可能观察到的现象是品红褪色，装置D中试管口放置的棉花中应浸一种液体，该液体是NaOH溶液，其作用是吸收多余SO₂气体．
（3）装置B的作用是贮存多余的气体．当D处有明显现象后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中试剂瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升．B中应放置的液体是d（填序号）．
a．饱和Na₂SO₃溶液   b．酸性 KMnO₄溶液   c．浓溴水  d．饱和NaHSO₃溶液
（4）实验中某学生向A中反应后溶液中通入一种常见气体单质，使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液，请问该气体单质是O₂，该反应的化学方程式是2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；
（2）二氧化硫具有漂白性，遇到品红试液会使其褪色；二氧化硫有毒，直接排放能够引起空气污染，二氧化硫能够与氢氧化钠溶液反应，可以用浸有NaOH溶液的棉团塞在试管口吸收二氧化硫；
（3）B中液体不与二氧化硫反应，也不溶解二氧化硫，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，生成气体导致装置B中压强增大液体被压入长颈漏斗，据此进行分析；
（4）稀硫酸和铜不发生反应，通入氧气后能够反应生成硫酸铜，据此写出反应的化学方程式．

解答 解：（1）铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，化学方程式：Cu+2H₂SO₄（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；
故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；
（2）二氧化硫具有漂白性，遇到品红试液会使其褪色；二氧化硫有毒，直接排放能够引起空气污染，二氧化硫能够与氢氧化钠溶液反应，可以用浸有NaOH溶液的棉团塞在试管口吸收二氧化硫；
故答案为；品红褪色； NaOH溶液；吸收多余SO₂气体；
（3）装置B的作用是贮存多余的气体，所以B中应放置的液体不能与二氧化硫反应，也不能溶解二氧化硫，而a．饱和Na₂SO₃溶液、b．酸性KMnO₄溶液、c．浓溴水都能够与二氧化硫反应，只有d．饱和NaHSO₃溶液符合要求，生成气体导致装置B中压强增大液体被压入长颈漏斗，
故答案为：d；
（4 ）实验中甲学生向A中反应后溶液中通入一种常见气体单质，使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液，该气体单质具有强氧化性，又是常见的，可以为氧气；铜和氧气、稀硫酸发生氧化还原反应，得到硫酸铜和水，反应的化学方程式为：2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O，
故答案为：O₂；2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O．

点评 本题考查了浓硫酸性质的分析应用，生成二氧化硫的还原性、漂白性是分析关键，注意浓硫酸随反应进行变化为稀硫酸不与铜发生反应，题目难度中等．