Question

【題目】某化學小組欲進行如下實驗探究金屬與濃硫酸反應。試回答下列問題。

(1)利用上圖裝置研究銅與濃硫酸反應,反應化學方程式為_________;B裝置的目的是______;x溶液為___________。

(2)將上述實驗中的銅改為黃銅(銅鋅合金),實驗后階段可觀察到倒立漏斗邊緣有氣體冒出,且越來越快。該氣體可能為____，氣體產生越來越快的原因可能是_____(至少兩點)。驗證該氣體的實驗方案如下:

①裝置連接順序:x→_________；

②能證明上述假設成立的實驗現象是__________。

(3)取少量鎂粉加入盛濃硫酸的燒杯,在通風櫥中實驗。充分反應后溶液中有灰白色懸浮物,設計方案研究該懸浮物的組成,請幫助完善。(假設鎂的化合物都溶于稀酸)

_____

寫出產生該灰白色懸浮物主要反應的化學方程式_____。

Answer 1

【答案】 Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O 檢驗產物SO2 NaOH溶液(其他合理答案均可得分) H2 反應后期，c(H+)增大,與Zn反應生成H2速率加快;黃銅為銅鋅合金，與硫酸形成原電池產生H2速率加快;反應放熱 c→d→e→f→a→b→g E中(硬質玻璃管)黑色粉末變紅，H中(球形干燥管)固體由白色變為藍色 3Mg+4H2SO4(濃)==3MgSO4+S+4H2O

【解析】（1）濃硫酸具有強氧化性，在加熱條件下與Cu反應生成CuSO4、SO2和H2O，故化學方程式為：Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O；二氧化硫具有漂白性，可以使品紅溶液褪色，常用品紅溶液來檢驗二氧化硫氣體；二氧化硫是有毒氣體且為酸性氣體，C為尾氣吸收裝置，故x溶液可以是NaOH溶液。

（2）若將上述實驗中的銅改為黃銅(銅鋅合金)，實驗后階段濃硫酸變稀，與鋅反應會產生氫氣，所以實驗后階段可觀察到倒立漏斗邊緣有氣體冒出，且越來越快，該氣體可能為H2；根據影響化學反應速率的因素，結合該實驗原理及條件，氣體產生越來越快的原因可能是：反應后期，濃硫酸變為稀硫酸，電離程度增大，c(H+)增大，與Zn反應生成H2速率加快；黃銅為銅鋅合金，與硫酸形成原電池產生H2速率加快；反應放熱等。

①若要驗證該氣體是氫氣，根據可供選擇的裝置及藥品，先除去二氧化硫，再吸水干燥，然后通入灼熱的氧化銅，最后檢驗產物是水，所以裝置連接順序:x→c→d→e→f→a→b→g。

②若E中(硬質玻璃管)黑色粉末變紅，說明生成了銅單質，同時H中(球形干燥管)固體由白色變為藍色，說明生成了水，由此可證明上述假設成立。

（3）鎂與濃硫酸反應，硫酸可能表現酸性和強氧化性，固體生成物可能是含有鎂元素、S元素的物質，燒杯中的混合物加水部分溶解，則不溶物可能為含S物質，過濾后可加入有機溶劑(如二硫化碳)溶解，故方案未完成部分可以為：；產生該灰白色懸浮物主要反應的化學方程式為：3Mg+4H2SO4(濃)=3MgSO4+S+4H2O。