Question

15．某同学设计如下实验装置探究硫酸与金属、非金属的反应、验证其产物，并探究随着反应的进行，硫酸性质发生的变化．根据实验要求回答相关问题：

F装置用于检验二氧化碳．A中圆底烧瓶中装有只含碳的生铁，分液漏斗中装有18mol•L^-1的硫酸．供选择的试剂（可重复使用）有：品红溶液、无水硫酸铜粉未、酸性高锰酸钾溶液、氧化铜、澄清的石灰水、碱石灰．
（1）打开分液漏斗的活塞，A装置中发生的反应6H₂SO₄（浓）+2Fe$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂（SO₄）₃+6H₂O↑+3SO₂↑和C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O（用化学方程式表示），随反应的进行，硫酸的浓度变稀，又发生反应：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑（用化学方程式表示）．
（2）B装置中的试剂是无水硫酸铜粉末，
（3）E装置中的作用是检验二氧化碳是否除尽，避免其对二氧化碳的检验造成干扰．
（4）G装置中的试剂是氧化铜，现象是黑色粉末变成红色粉末．
（5）从安全角度考虑，应后点燃G的酒精灯（填“A”或“G”）．你认为本实验尾气是否需要处理？是（填“是”或“否”），如需处理，具体方案是用气球收集H处导管排出的尾气（或在H处放一盏燃着的酒精灯）．

Answer 1

分析 （1）碳与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫气体和水；稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气；
（2）要检验二氧化碳、二氧化硫和水，需要先用无水硫酸铜粉末检验水；
（3）C装置中盛放品红溶液，用于检验二氧化硫，D中盛放酸性高锰酸钾溶液用于除去二氧化硫，E中盛放品红溶液用于检验二氧化硫是否除尽，F中用澄清石灰水检验二氧化碳；
（4）G装置用于检验氢气，根据装置特点可知其盛放的药品为氧化铜；氢气能够将黑色的氧化铜还原成红色的铜；
（5）氢气纯度步骤时容易发生爆炸，需要先点燃A处酒精灯排除装置空气；氢气为引燃气体，不能直接排放，需要使用尾气吸收装置．

解答 解：（1）生铁中的碳与浓硫酸反应生成生成二氧化硫、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；浓硫酸变成稀硫酸后，稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，
故答案为：C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（2）为了避免后面溶液对水的检验的干扰，需要先用无水硫酸铜粉末检验水，所以B中盛放的为无水硫酸铜粉末，
故答案为：无水硫酸铜粉末；
（3）用C装置的品红溶液检验二氧化硫气体，用D中的酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫，为了避免二氧化硫对二氧化碳检验的干扰，则E中应该盛放品红溶液用于检验二氧化硫是否除尽，然后用F中的澄清石灰水检验二氧化碳，
故答案为：检验二氧化碳是否除尽，避免其对二氧化碳的检验造成干扰；
（4）该反应中有氢气生成，需要用氢气还原氧化铜的反应检验，所以G装置中盛放的为氧化铜，氢气在加热条件下能够将黑色的氧化铜还原成红色的铜，
故答案为：氧化铜；黑色粉末变成红色粉末；
（5）氢气为引燃气体，纯度不足容易发生爆炸，所以需要先点燃A处酒精灯，将装置中空气排净后再点燃G处酒精灯；氢气为易燃气体，排放到空气中容易发生爆炸，需要使用尾气吸收装置，可以用气球收集H处导管排出的尾气，也可以在H处放一盏燃着的酒精灯将氢气点燃，
故答案为：G；是；用气球收集H处导管排出的尾气（或在H处放一盏燃着的酒精灯）．

点评 本题考查了浓硫酸的性质、常见气体的检验，题目难度中等，明确常见气体的性质及检验的先后顺序为解答关键，注意掌握浓硫酸具有的性质及反应原理，明确化学实验基本操作方法及其应用，试题培养了学生达到分析能力及化学实验能力．