Question

實驗室用濃硫酸與銅的反應制取少量NaHSO₃，實驗裝置如圖所示：
請回答：
（1）實驗中取一定量Cu片和一定量濃H₂SO₄放在圓底燒瓶中共熱，至反應結束后，發現燒瓶中還有少量Cu剩余，則H₂SO₄　是否剩余

 

，原因是

 

．
（2）向反應后的溶液中加入足量的CuO，過濾后將濾液加熱濃縮，冷卻結晶制得硫酸銅晶體（CuSO₄?XH₂O）某小組同學采用加熱法測定該晶體里結晶水X的值；
①冷卻結晶后要獲得較純凈的硫酸銅晶體采取的操作是

 

②在他們的每一次實驗操作中至少稱量

 

次．
③加熱法測定該晶體里結晶水X的值，結晶水完全失去的判斷方法是

 

；
④下面是三次實驗數據的平均值

坩堝質量	坩堝與晶體總質量	加熱后坩堝與固體總質量
11.7g	22.7g	18.6g

根據上表數據計算出x的實測值為

 

（3）裝置乙的作用是：

 

；
（4）下列說法正確的是：

 

（填序號）．
a．甲裝置使用的玻璃儀器有：酒精燈、玻璃管、長頸漏斗、圓底燒瓶
b．KMnO₄溶液用于尾氣處理
c．當把品紅溶液滴入到錐形瓶中，若品紅不褪色，說明無NaHSO₃產生
d．當把品紅溶液滴入到錐形瓶中，若品紅褪色，說明NaOH已完全轉化為NaHSO₃
e．若把品紅溶液換成酸性高錳酸鉀溶液，并滴入到錐形瓶中，不顯紫紅色，說明NaOH已完全轉化為NaHSO₃．

Answer 1

分析：（1）稀H₂SO₄與Cu不反應，隨著反應進行，H₂SO₄越來越稀，所以H₂SO₄一定有剩余；
（2）①得到較純凈晶體的方法是：冷卻結晶后過濾、洗滌、干燥；
②實驗中為準確測定結晶水的值，應分別測定坩堝的質量、坩堝與晶體的總質量，以此測定晶體的質量，然后稱量加熱后坩堝與固體總質量，之后再加熱一次以判斷晶體是否完全分解，總共稱量4次；
③加熱至恒重，兩次稱量質量不超過0.1g；
④根據表中數據計算硫酸銅和結晶水的物質的量，進而計算x值；
（3）二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應而被吸收，因此裝置乙作為安全瓶起到防止倒吸的作用；
（4）a、裝置中是分液漏斗；
b、高錳酸鉀溶液可以吸收二氧化硫；
c、溶液中如果溶有SO₂則品紅褪色，若無SO₂則不褪色，但并不能說明無NaHSO₃；
d、溶液中如果溶有SO₂則品紅褪色，若無SO₂則不褪色，但并不能說明無NaHSO₃；
e、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、二氧化硫都可以和高錳酸鉀反應．

解答：解：（1）濃硫酸隨反應進行濃度變稀后不再與銅反應，所以剩余硫酸，
故答案為：剩余；稀H₂SO₄與Cu不反應，隨著反應進行，H₂SO₄越來越稀，所以H₂SO₄一定有剩余；
（2））①得到較純凈晶體的方法是：冷卻結晶后過濾、洗滌、干燥，
故答案為：過濾、洗滌、干燥；
②實驗中為準確測定結晶水的值，應分別測定坩堝的質量、坩堝與晶體的總質量，以此測定晶體的質量，然后稱量加熱后坩堝與固體總質量，之后再加熱一次以判斷晶體是否完全分解，總共稱量4次，
故答案為：4；
 ③依據實驗基本操作，物質加熱失水至恒重最后兩次稱量的質量差不超過0.1g，
故答案為：兩次稱量不超過0.1g；
④該實驗晶體的質量為22.7g-11.7g=11g，硫酸銅的質量為18.6g-11.7g=6.9g，水的質量為22.7g-18.6g=4.1g，則n（CuSO₄）=

6.9g

160g/mol

=0.043mol，
n（H₂O）=

4.1g

18g/mol

=0.23mol，所以x=

0.23

0.043

=5.28，
故答案為：5.28；
（3）二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應而被快速吸收，因此裝置乙作為安全瓶起到防止倒吸的作用，
故答案為：防止丙中液體倒吸入甲中；
（4）a．甲裝置使用的玻璃儀器有：酒精燈、玻璃管、分液漏斗、圓底燒瓶，故a錯誤；
b．KMnO₄溶液用于尾氣處理，二氧化硫是污染性氣體不能排放到大氣中，高錳酸鉀溶液可以吸收二氧化硫，故b正確；
c．當把品紅溶液滴入到錐形瓶中，溶液中如果溶有SO₂則品紅褪色，若無SO₂則不褪色，但并不能說明無NaHSO_，3．故c錯誤；
d．當把品紅溶液滴入到錐形瓶中，若品紅褪色，說明溶液中含有二氧化硫，過量的二氧化硫和氫氧化鈉全部反應，說明NaOH已完全轉化為NaHSO₃，故d正確；
e．若把品紅溶液換成酸性高錳酸鉀溶液，并滴入到錐形瓶中，不顯紫紅色，高錳酸鉀發生反應，其中亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、二氧化硫都可以和高錳酸鉀反應，不能說明NaOH已完全轉化為NaHSO₃，故e錯誤；
故答案為：bd．

點評：本題考查銅與濃硫酸的反應，題目難度較大，注意（2）實驗測定步驟和注意問題為易錯點，掌握實驗操作和實驗原理，分析實驗現象是解題關鍵．