Question

【題目】某化學課外興趣小組用下圖所示裝置探究銅跟濃硫酸的反應情況。

(1)B是用來收集實驗中產生的氣體的裝置,但未將導管畫全,請在圖上把導管補充完整。

(2)實驗中他們取6.4 g 銅片和12 mL 18 mol·濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱,直到反應完畢,最后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寫出銅跟濃硫酸反應的化學方程式: ;

②有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解,你認為原因是 ;

(3)為定量測定余酸的物質的量濃度,該小組學生進行了如下設計:

先測定銅與濃硫酸反應產生的SO2的量,再計算余酸的物質的量濃度。他們認為測定二氧化硫的量的方法有多種,你認為下列實驗方案中可行的是 (填寫編號,僅有一個正確)。

A.將裝置A產生的氣體緩緩通過預先稱量過的盛有堿石灰的干燥管,結束反應后再次稱量

B.將裝置A產生的氣體緩緩通入足量用稀硫酸酸化的高錳酸鉀溶液,再加入足量氯化鋇溶液,過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀

C.用排水法測定裝置A產生氣體的體積(已折算成標準狀況)

D.將裝置A產生的氣體緩緩通入足量氫氧化鋇溶液,反應完全后,過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀

E.將裝置A產生的氣體緩緩通入足量硝酸酸化的硝酸鋇溶液,反應完全后,過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀

請你從不可行的方案中選出一例進行分析:

[要求標明不可行的方案序號,說出不可行的理由及造成的誤差(偏高或偏低)]。

(4)請你再設計一種其他可行的實驗方案,來測定余酸的物質的量濃度,簡要寫出操作步驟及需要測定的數據(不必計算) 。

Answer 1

【答案】(1)

(2)①Cu + 2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O

②隨著反應進行,硫酸被消耗,濃硫酸變成稀硫酸,稀硫酸和銅不反應

(3)E

方案序號	分析	誤差(偏高或偏低)
A	堿石灰除吸收二氧化硫外還能吸收水,測得二氧化硫質量增大	偏低
B	高錳酸鉀溶液中含有硫酸,與氯化鋇反應生成沉淀質量增大	偏低
C	二氧化硫在水中溶解,收集到的二氧化硫體積減小	偏高
D	亞硫酸鋇在空氣中烘干及稱重過程中部分被氧化生成硫酸鋇,使固體質量增大	偏低

(4)方案一:①取反應后溶液,向其中加入足量鋅;②收集并測定氫氣的體積;③通過氫氣體積計算剩余硫酸的物質的量濃度

方案二:①取反應后溶液,向其中加入過量的氫氧化鈉溶液,至氫氧化銅完全沉淀;②過濾、洗滌、(低溫)干燥、稱量至恒重;③根據氫氧化銅的量計算出已反應的硫酸的量,進而計算剩余硫酸的物質的量濃度

方案三:反應結束后將燒瓶中的銅片取出,洗凈、烘干、稱其質量,根據其質量計算已反應的硫酸的量,進而計算余酸的物質的量濃度(合理方案均可)

【解析】(1)SO2密度大于空氣,收集時應該長進短出。

(2)①銅跟濃硫酸反應的化學方程式為Cu + 2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O;②有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解,原因是隨著反應進行,濃硫酸變成稀硫酸,稀硫酸和銅不反應。