Question

实验题：某实验小组用如图所示装置进行铜与浓硫酸反应的实验探究．
（1）写出甲中反应的化学方程式：

Cu+2H₂SO₄

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O

．
（2）乙试管口的棉花应沾有的试剂是

NaOH溶液

，其作用是

吸收未反应的SO₂，防止污染空气

．
（3）实验小组成员观察乙试管内液体变化是

品红溶液褪色

．
（4）充分反应后，若甲试管中有铜片剩余，继续向甲中加入NaNO₃溶液，发现铜片溶解，此反应的离子方程式为

3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

．
（5）在100mL 18mol?L^-1的浓硫酸中加入过量的铜片，加热使之充分反应，产生的气体在标准状况下的体积可能是

D

．（填字母）
A．40.32L    B．30.24L           C．20.16L          D．13.44L．

Answer 1

分析：（1）依据装置图分析可知铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；
（2）二氧化硫是污染性的气体不能排放到空气中，棉花需要沾有氢氧化钠溶液吸收二氧化硫气体；
（3）二氧化硫具有漂白性，可以使品红试液褪色；
（4）铜和稀硫酸不反应，加入的硝酸根离子，形成稀硝酸溶液氧化铜反应，铜溶解生成硝酸铜、一氧化氮和水；
（5）铜和浓硫酸反应过程中，随流水浓度减小，变为稀硫酸不能和铜继续反应，依据极值法计算分析判断；

解答：解：（1）装置图分析可知铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为：Cu+2H₂SO₄

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
故答案为：Cu+2H₂SO₄

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）二氧化硫是污染性的气体不能排放到空气中，棉花需要沾有氢氧化钠溶液吸收二氧化硫气体；
故答案为：NaOH溶液，吸收未反应的SO₂，防止污染空气；
（3）故答案为：红溶液品褪色；
（4）中剩余的铜片继续溶解，可向其中加入硝酸钠，加入硝酸钠提供硝酸根离子和溶液中的氢离子形成稀硝酸，稀硝酸可以继续溶解铜，反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（5）铜只能和浓硫酸反应，和稀硫酸不反应，Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+H₂O，浓硫酸的物质的量为0.1L×18mol/L=1.8mol，如被还原的硫酸是0.9mol，则生成n（SO₂）=0.9mol，V（SO₂）=0.9mol×22.4L/mol=20.16L，但随着铜和浓硫酸的反应的进行，酸的浓度越来越小，不再产生二氧化硫，则生成二氧化硫的体积小于20.16L，所以选项中D符合；
故答案为：D．

点评：本题考查了硝酸和硫酸的性质，化学方程式的书写和判断，掌握它们的化学性质是解答的关键，题目难度中等．