Question

【题目】某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应，用下图所示装置进行有关实验。请回答：

（1）装置A中发生反应的化学方程式为_______________。

（2）装置D中试管口放置的棉花中应浸一种液体，这种液体是_________。

（3）装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象后，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中长颈漏斗内液面上升，广口瓶内液面下降，则B中应放置的液体是(填字母)___。

a.水 b.酸性KMnO4溶液 c.浓溴水 d.饱和NaHSO3溶液

（4）实验中，取一定质量的铜片和V L 18 mol·L－1硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。

①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是_____________。

②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是__(填字母)。

A.铁粉 b.BaCl2溶液 c.银粉 d.Na2CO3溶液

③实验结束时测得铜减少了3.2 g，则被还原的硫酸的物质的量为_____mol；转移的电子为_____mol；反应后溶液中硫酸根离子的物质的量浓度为_________mol·L－1。（反应后溶液的体积为V L）

Answer 1

【答案】 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 碱液 d 随着反应的进行，浓硫酸变为稀硫酸，而铜不能与稀硫酸反应 ad 0.05 0.1 (18V-0.05)/V

【解析】（1）加热条件下，Cu和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。（2）二氧化硫属于酸性氧化物且有毒，不能直接排空，可以用碱液吸收，所以棉花蘸取的溶液可以为NaOH溶液等碱性溶液；其作用是吸收多余的二氧化硫，防止二氧化硫溢出而污染大气。（3）当D处有明显的现象后，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，导致B中气体压强增大，气压使B中液体通过长颈漏斗液面上升，从而减小压强，防止安全事故发生，此时B中现象是瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升；B装置的作用是贮存气体，所以B中盛放液体不能和二氧化硫反应，水、酸性高锰酸钾及浓硝酸都能和二氧化硫反应，只有亚硫酸氢钠和二氧化硫不反应，答案选d；（4）①一定质量的铜片和一定体积18molL-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，浓硫酸随着反应进行，浓度变小成为稀硫酸，稀硫酸不再和铜发生反应，所以有一定量的余酸但未能使用铜片完全溶解；②能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸，实质证明氢离子的存在，a．铁粉与稀硫酸反应放气体，可以证明稀硫酸有剩余，a正确；b．BaCl2溶液加入后出现白色沉淀，但因为生成产物中有硫酸铜生成，也可以生成白色沉淀，故不能证明稀硫酸有剩余，b错误；c．银粉不与稀硫酸反应，不能证明稀硫酸有剩余，c错误；d．Na2CO3溶液会与稀硫酸反应放出二氧化碳气体，可以证明稀硫酸有剩余，d正确；答案选ad；③实验结束时测得铜减少了3.2 g，物质的量是0.05mol，根据方程式可知被还原的硫酸的物质的量为0.05mol；铜元素化合价从0价升高到+2价，转移的电子为0.05mol×2＝0.1mol；生成二氧化硫是0.05mol，硫酸的物质的量是18Vmol，根据硫原子守恒可知反应后硫酸根的物质的量是18Vmol－0.05mol，所以反应后溶液中硫酸根离子的物质的量浓度为(18V-0.05)/V mol·L－1。