Question

（15分）某学校课外活动小组针对教材中铜与浓硫酸反应，提出了“能够与铜反应的硫酸的最低浓度是多少？”的探究课题，并设计了如下方案进行实验：实验试剂：18mol/L硫酸20mL，纯铜粉足量，足量2mol/LNaOH溶液。
请根据实验回答问题：
（1）首先根据下图所示，组装实验装置，并在加入试剂前先进行              操作。

（2）烧杯中用NaOH溶液吸收的物质是     
(填化学式)，利用倒置的漏斗而不是将导气管直接伸入烧杯中的目的是：         。
（3）加热烧瓶20分钟，烧瓶中发生反应的化学方程式是：              。待烧瓶中反应基本结束，撤去酒精灯，利用烧瓶中的余热使反应进行完全。然后由导管a通入足量的空气，以确保烧瓶中的SO₂气体全部进入烧杯中。在该实验装置中的          (填仪器名称)起到了确保硫酸溶液体积保持不变的作用。
（4）将充分反应后的烧杯取下，向其中加入足量的双氧水，再加入足量的BaCl₂溶液，再进行         、        、         后称量固体的质量为13.98g，请计算能与铜反应的硫酸的最低浓度是         。
（5）有同学提出在上面⑷中可以不必加入双氧水，直接进行后面的实验，也能得到准确的数据，请结合你的理解分析      （填“需要”或“不需要”）加入双氧水，说明原因：                。

Answer 1

理科综合试卷·第1页（共16页）

⑴检验装置气密性 (1分)    ⑵SO₂  (1分)   防倒吸(1分)

      ⑶Cu+2H₂SO₄(浓)CuSO₄+SO₂↑+2H₂O  ( 2分)  长导管(1分)
⑷过滤、洗涤、干燥 (共3分)      12mol/L ( 2分)
⑸需要 ( 2分)     原因：在烧杯中生成的Na₂SO₃可能被部分氧化为Na₂SO₄，如果不加入双氧水而直接测定沉淀质量则无法确定S元素的物质的量，从而使实验结果错误。(2分)

（1）组装装置之后，不能立即装入试剂，二应该是首先检验装置气密性。
（2）SO₂属于大气污染物，需要尾气处理。由于SO₂易溶于水，如果导管口直接插入溶液中，容易导致液体倒流，所以倒置的漏斗起防倒吸作用。
（3）在加热的条件下，浓硫酸能氧化单质铜，方程式为Cu+2H₂SO₄(浓)CuSO₄+SO₂↑+2H₂O。再加热的条件下，水蒸气易挥发，所以利用长导管，起冷凝回流作用。
（4）加入双氧水是氧化亚硫酸钠的。加入氯化钡能产生硫酸钡沉淀，所以需要通过过滤、洗涤、干燥操作。硫酸钡是13.98g，物质的量是13.98g÷233g/mol＝0.06mol，则参加反应的硫酸0.12mol，所以剩余硫酸是18mol/L×0.02L－0.12mol＝0.24mol，浓度是0.24mol÷0.02L＝12mol/L。即能与铜反应的硫酸的最低浓度是12mol/L。
（5）由于亚硫酸钠不稳定，易被氧化生成硫酸钠，所以如果不加入双氧水而直接测定沉淀质量则无法确定S元素的物质的量，从而使实验结果错误，因此必须加入双氧水。