Question

研究性學習小組為探究Cu與濃H₂SO₄反應及其產物SO₂的性質，設計如下實驗裝置：
（1）寫出銅與濃硫酸反應的化學方程式：

Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂+2H₂O

；浸有堿液的棉花的作用是：

吸收SO₂防止污染空氣

．
（2）該小組同學在實驗中發現以上實驗裝置有相當多不足之處，如實驗不夠安全和易造成環境污染等．為改進實驗和更多地了解SO₂的性質，經過同學間的討論和與老師的交流，設計了如圖實驗裝置．

①對試管A中的濃H₂SO₄和銅絲進行加熱，發現E試管中有氣泡逸出，品紅溶液 很快褪色，但最終 未見D試管中氫氧化鋇溶液出現渾濁．為探究D試管中未出現渾濁的原因，該小組同學在化學手冊中只查閱到下列物質常溫下的溶解度數據：

物質	溶解度（g/100水）	物質	溶解度（g/100水）
Ca（OH）2	0.173	Ba（OH）2	3.89
CaCO3	0.0013	BaSO3	0.016
Ca（HCO3）2	16.60

他們應用類比研究方法預測了D試管未出現渾濁的原因：

生成了溶解度較大的Ba（HSO₃）₂

．
②為驗證D試管中溶液的組成，進行了下列實驗，請你幫他們完成實驗報告．

實驗方案	現象
1取少量溶液于試管中，加入氫氧化鈉溶液
2取少量溶液于試管中，加入稀鹽酸，加熱，用濕潤的藍色石蕊試紙檢驗生成的氣體．

（3）實驗結束后，發現試管A中還有銅片剩余．該小組的同學根據所學的化學知識認為硫酸也有剩余．下列藥品中能夠用來證明反應結束后的試管A中確有余酸的是

A D

（填寫字母編號）．
A．鋁粉         B．氯化鋇溶液        C．銀粉          D．碳酸氫鈉溶液
（4）請寫出長導管B的作用

防止C中的液體倒吸（或檢驗反應時導管是否堵塞或拆卸裝置前從B管口向試管A中大量鼓入空氣，
以排盡A中的二氧化硫氣體，不會產生污染等）

（只寫一點就可）．

Answer 1

分析：（1）根據濃硫酸的強氧化性及還原產物二氧化硫寫出反應式，因二氧化硫為酸性氧化物，故用堿液吸收防止污染環境；
（2）①根據表中CaCO₃、Ca（HCO₃）₂的溶解度類比Ba（HSO₃）₂的溶解度，由此解釋現象；
②根據Ba（HSO₃）₂與氫氧化鈉、鹽酸反應原理來推測反應現象；
（3）硫酸具有酸的通性，根據現象來判斷是否有硫酸；
（4）從安全角度來考慮長導管的作用．

解答：解：（1）濃硫酸把銅氧化成硫酸銅，本身被還原成二氧化硫，反應方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
二氧化硫有毒，具有酸性氧化物的通性，可與堿反應生成鹽和水，所以可用堿液吸收二氧化硫，防止污染空氣．
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；吸收SO₂防止污染空氣；
（2）①根據表中CaCO₃、Ca（HCO₃）₂的溶解度可知，Ca（HCO₃）₂的溶解度遠大于CaCO₃，由此類比Ba（HSO₃）₂的溶解度遠大于BaSO₃，預測了D試管未出現渾濁的原因是生成了溶解度較大的Ba（HSO₃）₂，
故答案為：生成了溶解度較大的Ba（HSO₃）₂  
②Ba（HSO₃）₂與氫氧化鈉反應的方程式為：Ba（HSO₃）₂+2NaOH═BaSO₃↓+H₂O+Na₂SO₃，所以看到的現象為有渾濁出現．
Ba（HSO₃）₂和HCl反應的方程式為：Ba（HSO₃）₂+2HCl═BaCl₂+2H₂O+2SO₂↑，二氧化硫為酸性氣體遇石蕊變紅．
所以看到的現象為：試管中有氣泡產生，濕潤的藍色石蕊試紙變紅．
故答案為：出現渾濁； 試管中有氣泡產生，濕潤的藍色石蕊試紙變紅；
（3）要檢驗硫酸是否有剩余，實際上就是檢驗H⁺．鋁與H⁺發生置換反應產生氫氣，有氣泡冒出，H⁺與碳酸氫鈉反應有二氧化碳生成，所以看到有氣泡冒出的現象．氯化鋇與銀不和氫離子反應，故答案為：A、D；
（4）從安全角度考慮可能發揮的作用，答案有多種形式．如從防倒吸來看，長導管起平衡內外壓強的作用；從環保角度看，裝置中有未排出的二氧化硫，可從B導管通入空氣，以便把裝置中殘留的二氧化硫排出被堿吸收，防止拆除裝置使二氧化硫污染大氣．故答案為：防止C中的液體倒吸（或檢驗反應時導管是否堵塞或拆卸裝置前從B管口向試管A中大量鼓入空氣，以排盡A中的二氧化硫氣體，不會產生污染等）

點評：本題以教材實驗為載體，較伸入地考查了硫酸及二氧化硫的性質．要充分利用圖示和圖表信息，結合題目設問認真作答．