Question

（16分）幾位同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀察銅與濃硫酸的反應(yīng)，檢驗(yàn)生成的氣體的性質(zhì)。甲設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，在大試管里加入2mL濃硫酸，用帶導(dǎo)管和一個(gè)小孔的膠管塞緊，從孔中插入一根銅絲，加熱，把產(chǎn)生的氣體依次通入品紅溶液和石蕊溶液中。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）寫出銅與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：                                     。

（2）試管b中的現(xiàn)象是                                                   ，

通過試管a、b的現(xiàn)象得出的結(jié)論是                                          。

（3）乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的設(shè)計(jì)不能全面體現(xiàn)SO₂的性質(zhì)，他打算增加試管進(jìn)行其它實(shí)驗(yàn)。以下為增加的試管中盛放的試劑：A. 澄清石灰水 B. KMnO₄（aq）C. 氫硫酸

請(qǐng)你幫助乙同學(xué)作出選擇，在橫線上先寫出字母，再用文字簡單說明實(shí)驗(yàn)的目的。

                                                                          

                                                                          

（4）丙同學(xué)評(píng)價(jià)甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置既有優(yōu)點(diǎn)也有不足，優(yōu)點(diǎn)是                      

                           ，不足之處改進(jìn)的具體措施是                     。

（5）若把上述裝置中大試管的濃硫酸換成稀硝酸，試管a和b作如下改變（其中a裝滿水，b空置），則在大試管中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為                             ，

試管a的作用是                                          。

 

Answer 1

（1）Cu + 2H₂SO₄（濃）CuSO₄ + SO₂↑+2H₂O （2分）

（2）紫色溶液變紅色（1分），SO₂是一種酸性氣體，具有漂白性（能漂白品紅）（2分）

（3）B，驗(yàn)證SO₂的還原性；C，驗(yàn)證SO₂的氧化性。(各1分)

（4）使用可抽動(dòng)的銅絲能隨時(shí)控制反應(yīng)的開始和結(jié)束，節(jié)約藥品用量，減少污染氣體的產(chǎn)生（2分）；     把尾氣通入NaOH溶液中（1分）。

（5）3Cu²⁺ + 8H⁺ + 2NO₃^－ = 3Cu²⁺ +2NO↑+ 4H₂O （2分）；

除去NO₂，排水法收集純凈的NO（2分）。

解析:（1）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，在加熱的條件下能氧化銅生成硫酸銅。

（2）濃硫酸的還原產(chǎn)物是SO₂，SO₂溶于水顯酸性，所以紫色溶液變紅色。SO₂能使品紅溶液褪色，具有漂白性。

（3）SO₂中S的化合價(jià)是＋4價(jià)，處于中間價(jià)態(tài)，既有氧化性，又有還原性。因此可以通過酸性高錳酸鉀溶液來驗(yàn)證其還原性。通過硫化氫來驗(yàn)證其氧化性。

（4）根據(jù)裝置的特點(diǎn)可判斷，通過使用可抽動(dòng)的銅絲能隨時(shí)控制反應(yīng)的開始和結(jié)束，節(jié)約藥品用量，減少污染氣體的產(chǎn)生。但由于SO₂屬于大氣污染為，反應(yīng)結(jié)束后需要進(jìn)行尾氣處理，可將尾氣通入氫氧化鈉溶液中。

（5）硝酸具有強(qiáng)氧化性，也能把銅氧化生成硝酸銅，而硝酸被還原生成NO₂或NO氣體。NO不溶于水，NO₂溶于水生成NO，所以可利用排水法收集純凈的NO。