Question

安徽省從2013年12月1日零時起，車用汽油升級為“國Ⅳ”標準，對二氧化硫的排放有了大大的改善。已知SO₂可以用Fe( NO₃)₃溶液吸收， 0．1mol/L的Fe(NO₃)₃溶液的pH＝2。某學習小組據此展開如下相關探究：
【探究I】銅與濃硫酸的反應探究：
(l)取12．8g銅片于三頸燒瓶中，通N₂一段時間后再加入20 mL 18 mol?L^-1的濃硫酸，加熱。裝置A中有白霧（硫酸酸霧）生成，裝置B中產生白色沉淀，充分反應后,燒瓶中仍有銅片剩余。

①該小組同學認為燒瓶中除有銅片剩余外還應有較多的硫酸剩余，其原因是： ___________________  。
②該小組同學欲通過測定產生氣體的量來求余酸的物質的量，設計了多種實驗方案。下列方案不可行的是______         。
A．將產生的氣體緩緩通過預先稱量的盛有堿石灰的干燥管,結束反應后再次稱重
B．將產生的氣體緩緩通入足量硫酸酸化的高錳酸鉀溶液后，再加入足量的BaCl₂溶液，測量所得沉淀的質量
C．用排飽和NaHSO₃溶液的方法測定其產生氣體的體積(折算成標準狀況）
【探究II】裝置B中產生沉淀的原因探究：
（2）加入濃硫酸之前先通N₂一段時間，其目的是____                                 。
（3）經過討論，該小組對裝置B中產生沉淀的原因，提出下列猜想(不考慮各因素的疊加）：
猜想1: 裝置A中的白霧進入B參與反應
猜想2：SO₂被Fe³⁺氧化為SO₄^2-
猜想3：                                  。
（4）甲同學認為只要在裝置A、B間增加洗氣瓶C，就可以排除裝置A中白霧影響，則C中盛放的試劑是                      。
（5）乙同學取出少量裝置B中清液，加入幾滴酸性高錳酸鉀，發現紫紅色褪去，據此認為猜想2成立。你是否同意其結論？并說明理由：                                    。
【思考與交流】
（6）實驗結束后，若使燒瓶中銅片繼續溶解，下列方案(必要時可加熱）可行的是         。
A．打開彈簧夾，通入O₂                  B．由分液漏斗加入H₂O₂溶液
C．由分液漏斗加入NaNO₃溶液           D．由分液漏斗加入Na₂SO₄溶液

Answer 1

（1）①隨著反應進行，硫酸變稀，與銅片不反應    ②A B
（2）排除空氣的干擾
（3）酸性條件下，SO₂被NO₃^-氧化為SO₄^2-
（4）NaHSO₃飽和溶液
（5）不同意；溶解的SO₂也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
（6）A B C

解析試題分析：（1）①Cu只與濃硫酸發生反應。隨著反應的進行硫酸變為稀硫酸，就與銅片不反應。所以燒瓶中除有銅片剩余外還應有較多的硫酸剩余。②A．發生在加熱條件下進行。所以產生的氣體除了有SO₂外，還有水蒸汽，因此緩緩通過預先稱量的盛有堿石灰的干燥管,結束反應后再次稱重稱量的質量是SO₂和水蒸汽的質量和。無法計算剩余硫酸的質量。錯誤。B．高錳酸鉀能把SO₂氧化為硫酸，由于是用硫酸酸化，所以再加入足量的BaCl₂溶液，測量所得沉淀是SO₂氧化的硫酸和加入的硫酸共同產生的硫酸鋇。故不能確定SO₂的多少，進而不能確定有多少硫酸沒有乘積反應。錯誤。C．由于SO₂不能在飽和NaHSO₃溶液中溶解。所以可以用排飽和NaHSO₃溶液的方法測定其產生氣體的體積(折算成標準狀況）。來確定發生還原反應的硫酸的物質的量，進而可以計算出未參加反應的硫酸的物質的量。正確。選項為AB。（2）加入濃硫酸之前先通N₂一段時間，其目的是驅趕裝置中的空氣，排除空氣的干擾。（3）根據題意可知：猜想3是酸性條件下，SO₂被NO₃^-氧化為SO₄^2-。（4）甲同學認為只要在裝置A、B間增加洗氣瓶C，就可以排除裝置A中白霧影響，則C中盛放的試劑應該只吸收SO₃但是不溶解或反應消耗SO₂，可以是NaHSO₃飽和溶液。（5）乙同學取出少量裝置B中清液，加入幾滴酸性高錳酸鉀，發現紫紅色褪去，據此認為猜想2成立這種認識是錯誤的、不同意；因為溶解的SO₂也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。 （6）A 通入氧氣，發生反應：2Cu+ O₂2CuO；CuO + H₂SO₄= CuSO₄ + H₂O．正確。B由分液漏斗加入H₂O₂溶液H₂O₂加熱分解產生氧氣，作用同A。正確。C由分液漏斗加入NaNO₃溶液。在酸性條件下發生反應：3Cu＋8H^＋＋2NO₃^－=3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O。Cu溶解。正確。D．由分液漏斗加入Na₂SO₄溶液不會發生任何反應。錯誤。因此選項為A B C。
考點：考查銅與濃硫酸的反應的探究及產物SO₂的性質及檢驗的知識。