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，有人認為還有一定量的H₂SO₄剩余，原因是

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

，在不增加濃H₂SO₄的前提下，若使剩余銅片溶解可再加入

NaNO₃、Fe₂O₃

（填寫兩種屬于不同類別的物質）．
（2）向反應后的溶液中加入足量的CuO，使剩余的H₂SO₄全部轉化為CuSO₄，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在他們的實驗操作中至少稱量

4

次．
②下面是其中一次實驗的數據

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

根據上表數據計算判斷x的實測值比理論值（x=5）

偏大

（填“偏大”或“偏小”）．
（3）裝置乙的作用是：

防止丙中液體倒吸入甲中

；
（4）下列說法正確的是：

bdf

（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
f．此裝置換上其它藥品后，不能制取和收集少量純凈的氯氣．

Answer 1

分析：（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，加入硝酸鹽，硝酸根離子在酸性溶液中具有強氧化性能溶解銅，也可以加入氧化鐵溶解生成三價鐵離子也能溶解銅；
（2）根據有關數據可計算出X的實測值比5大，實驗中產生的誤差使實測值偏大，①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；
②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，并分析可能的原因．
（3）裝置乙主要是防止倒吸．
（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；
f、依據裝置分析制備，收集，除雜，尾氣吸收分析判斷；

解答：解：（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，加入NaNO₃，可以形成稀硝酸繼續溶解銅，Fe₂O₃溶于酸生成三價鐵離子能溶解銅；
故答案為：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；NaNO₃，Fe₂O₃；
（2））①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；
②該實驗晶體的質量為22.7g-11.7g=11g，硫酸銅的質量為18.9g-11.7g=7.2g，水的質量為22.7g-18.9g=3.8g，則n（CuSO₄）=

7.2g

160g/mol

=0.045mol，n（H₂O）=

3.8g

18g/mol

=0.21mol，所以x=

0.21

0.045

=4.7，小于5，硫酸銅晶體中含有不揮發的雜質，加熱失水后露置在空氣中冷卻等都會造成硫酸銅的質量偏大，水的質量偏小，而實驗前晶體表面有濕存水或加熱時有晶體飛濺出去，會造成質量差偏大，結果偏大；
故答案為：偏大；
（3）裝置乙是安全瓶，可防止丙裝置中的液體倒吸入甲中；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；
f．此裝置換上其它藥品后，若制取氯氣，氯氣比空氣重，裝置乙丙不能收集，無除雜裝置，不能制取和收集少量純凈的氯氣．故f正確；
故選：b  d  f；

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