Question

【題目】某化學興趣小組為探究銅與濃硫酸的反應，用下圖所示裝置進行有關實驗。請回答：

（1）裝置A中發生反應的化學方程式為_______________。

（2）裝置D中試管口放置的棉花中應浸一種液體，這種液體是_________。（填酸液或堿液）

（3）裝置B的作用是貯存多余的氣體。當D處有明顯的現象后，關閉旋塞K，移去酒精燈，但由于余熱的作用，A處仍有氣體產生，此時B中長頸漏斗內液面上升，廣口瓶內液面下降，則B中應放置的液體是(填字母)___。

a.水 b.酸性KMnO4溶液 c.濃溴水 d.飽和NaHSO3溶液

（4）實驗中，取一定質量的銅片和V L 18 mol·L－1硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到反應完畢，發現燒瓶中還有銅片剩余，該小組學生根據所學的化學知識認為還有一定量的硫酸剩余。

①有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解，你認為原因是_____________。

②下列藥品中能用來證明反應結束后的燒瓶中確有余酸的是__(填字母)。

a.鐵粉 b.BaCl2溶液 c.銀粉 d.Na2CO3溶液

③實驗結束時測得銅減少了3.2 g，則被還原的硫酸的物質的量為_____mol；轉移的電子為_____mol；反應后溶液中硫酸根離子的物質的量濃度為_________mol·L－1。（反應后溶液的體積為V L）

Answer 1

【答案】 Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O 堿液 d 隨著反應的進行，濃硫酸變為稀硫酸，而銅不能與稀硫酸反應 ad 0.05 0.1 (18V-0.05)/V

【解析】（1）銅跟濃硫酸反應，銅具有還原性，濃硫酸具有強氧化性，反應必須加熱才能發生，書寫化學方程式時注意“濃”字，反應的化學方程式為： Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O ；（2）二氧化硫有毒，不能直接排放，氫氧化鈉溶液能夠與二氧化硫反應，可用浸有NaOH溶液的棉團塞在試管口吸收二氧化硫，裝置D中試管口放置的棉花中應浸一種液體，這種液體是堿液；（3）裝置B的作用是貯存多余的氣體，所以B中應放置的液體不能與二氧化硫反應，也不能溶解二氧化硫，而a．二氧化硫和水生成亞硫酸、b．酸性KMnO4溶液氧化二氧化硫、C．濃溴水和二氧化硫生成硫酸和氫溴酸，它們都能夠與二氧化硫反應，只有d．飽和NaHSO3溶液符合要求，故選d；（4）①有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解，原因是隨著反應的進行，濃硫酸變為稀硫酸，而銅不能與稀硫酸反應。②證明反應后有硫酸剩余，需要證明反應后的溶液中存在大量氫離子，根據金屬活動順序表可知鐵能和氫離子反應，稀硫酸與BaCl2溶液反應生成硫酸鋇，但是不能證明是否含有氫離子；銀與氫離子不反應，不能證明溶液中含有氫離子，與飽和Na2CO3溶液反應生成二氧化碳，證明溶液中含有氫離子，故選ad；

③Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O 被還原的硫酸 2e-

64g 2mol 1mol 2mol

3.2g n(H2SO4) n(電子)

實驗結束時測得銅減少了3.2 g，則被還原的硫酸的物質的量為 n(H2SO4)=3.2g×1mol/ 64g= 0.05mol；轉移的電子為n(電子)=3.2g×2mol/ 64g=0.1mol；反應后溶液中硫酸根離子的物質的量濃度為 n(SO42-)=(18 mol·L－1×VL-0.05mol)/VL= (18V-0.05)/Vmol·L－1。（反應后溶液的體積為V L）