Question

某化學興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應，如圖所示裝置進行有關實驗．
請回答下列問題：
（1）裝置A中發生的化學反應的化學方程式為

Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O

；
（2）裝置B的作用是貯存多余的氣體，B中廣口瓶內應盛放的液體是

④

（序號）
①水     ②酸性KMnO₄      ③Na₂SO₃溶液      ④飽和的NaHSO₃溶液
（3）裝置C和D中產生的現象相同，但原因卻不同．C中是由于SO₂

溶液具有酸性，中和了溶液中的NaOH

，反應的離子方程式為

SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O

，而D中則是由于SO₂具有

漂白性

．
（4）裝置D中試管口塞一團棉花，棉花中應浸有一種液體，這種液體是

堿液

，其作用是

吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣

．
（5）實驗完畢，待A中燒瓶內液體冷卻后，過濾，向濾液中加入少量的蒸餾水稀釋，溶液為藍色．為了證明藍色只與Cu²⁺有關，而與其他離子無關，某同學設計了下列實驗，其中對實驗目的沒有意義的是

②③

．（填序號）
①觀察稀硫酸溶液呈無色  ②觀察CuSO₄粉末呈白色  ③稀釋CuSO₄溶液，溶液藍色變淺  ④往CuSO₄溶液中加入足量NaOH溶液，生成藍色沉淀，過濾，濾液呈無色  ⑤往CuSO₄溶液中加入足量BaCl₂的溶液，生成白色沉淀，過濾，濾液仍呈藍色．
（6）若實驗中用7.2g銅片和12.5mL 18.5mol/L的濃硫酸在加熱條件下充分反應，最終銅片仍有剩余．根據所學的知識，某同學認為溶液中一定還有硫酸剩余，其理由是

反應過程中濃H₂SO₄被不斷消耗，生成的水逐漸增多，使濃硫酸逐漸變稀，至一定濃度就不再與銅片反應

．

Answer 1

分析：濃硫酸具有強氧化性，在加熱條件下與銅發生氧化還原反應：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，反應生成的SO₂具有酸性和還原性，可用排飽和NaHSO₃溶液收集，具有漂白性，可使品紅溶液褪色，隨著反應的進行，硫酸濃度不斷降低，稀硫酸與銅不反應，結合題目要求解答該題．

解答：解：（1）濃硫酸具有強氧化性，在加熱條件下與銅發生氧化還原反應：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）SO₂易溶于水，具有酸性和還原性，可與酸性KMnO₄、Na₂SO₃溶液反應，難溶于水飽和的NaHSO₃溶液，可用排飽和NaHSO₃溶液收集，
故答案為：④；
（3）SO₂溶液具有酸性，可與NaOH溶液反應，發生：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，則滴加酚酞的氫氧化鈉溶液褪色，具有漂白性，可使品紅溶液褪色，
故答案為：溶液具有酸性，中和了溶液中的NaOH；SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；漂白性；
（4）二氧化硫有毒，不能排放到空氣中，應可氫氧化鈉溶液反應，則棉花上可浸有氫氧化鈉溶液，防止污染空氣，
故答案為：堿液；吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣；
（5）①觀察稀硫酸溶液呈無色，可說明SO₄^2-無色；
②觀察CuSO₄粉末呈白色，不能證明藍色只與Cu²⁺有關；
③稀釋CuSO₄溶液，溶液藍色變淺，因陽離子和陰離子濃度都變淺，不能證明；
④往CuSO₄溶液中加入足量NaOH溶液，生成藍色沉淀，過濾，濾液呈無色，銅離子濃度減小，可說明與銅離子有關；
⑤往CuSO₄溶液中加入足量BaCl₂的溶液，生成白色沉淀，過濾，濾液仍呈藍色，銅離子物質的量不變，可說明與銅離子有關，
則對實驗目的沒有意義的是②③，
故答案為：②③；
（6）濃硫酸具有強氧化性，而稀硫酸與銅不反應，隨著反應的進行，硫酸濃度不斷降低，稀硫酸與銅不反應，則反應后溶液中一定含有硫酸，
故答案為：反應過程中濃H₂SO₄被不斷消耗，生成的水逐漸增多，使濃硫酸逐漸變稀，至一定濃度就不再與銅片反應．

點評：本題綜合考查性實驗設計，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，為高考常見題型，難度中等，注意把握相關物質的性質以及實驗原理．