Question

某化學(xué)課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應(yīng)情況，設(shè)計(jì)了下圖所示裝置進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)：

(1)先關(guān)閉活塞a，將6.4 g銅片和10 mL 18 mol/L的濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱至反應(yīng)完成，發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余。再打開(kāi)活塞a，將氣球中的氧氣緩緩擠入圓底燒瓶，最后銅片完全消失。
①寫(xiě)出上述過(guò)程中圓底燒瓶?jī)?nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：
打開(kāi)活塞a之前___________________________________________________；
打開(kāi)活塞a之后___________________________________________________。
②B是用來(lái)收集實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體的裝置，但集氣瓶?jī)?nèi)的導(dǎo)管未畫(huà)全，請(qǐng)直接在圖上把導(dǎo)管補(bǔ)充完整。
(2)實(shí)際上，在打開(kāi)活塞a之前硫酸仍有剩余。為定量測(cè)定余酸的物質(zhì)的量，甲、乙兩學(xué)生進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)：
①甲學(xué)生設(shè)計(jì)的方案是：先測(cè)定銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生SO₂的量，再通過(guò)計(jì)算確定余酸的物質(zhì)的量。他測(cè)定SO₂的方法是將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄟ^(guò)裝置D，從而測(cè)出裝置A產(chǎn)生氣體的體積(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。你認(rèn)為甲學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中D裝置中的試劑為_(kāi)_____________________(填化學(xué)式)。
②乙學(xué)生設(shè)計(jì)的方案是：將反應(yīng)后的溶液冷卻后全部移入到燒杯中稀釋，并按正確操作配制100 mL溶液，再取20 mL于錐形瓶中，用________作指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液進(jìn)行滴定[已知：Cu(OH)₂開(kāi)始沉淀的pH約為5]，選擇該指示劑的理由為_(kāi)_________________________________________________；再求出余酸的物質(zhì)的量，若耗去a mol/L氫氧化鈉溶液b mL，則原余酸的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol(用含a、b的表達(dá)式來(lái)表示)。

Answer 1

(1)①Cu＋2H₂SO₄(濃) CuSO₄＋SO₂↑＋2H₂O　2Cu＋2H₂SO₄＋O₂=2CuSO₄＋2H₂O�、�
(2)①飽和NaHSO₃�、诩谆�橙　Cu(OH)₂開(kāi)始沉淀的pH約為5，若用酚酞作指示劑時(shí)溶液中的Cu^2＋會(huì)和NaOH反應(yīng)，Cu(OH)₂的藍(lán)色會(huì)干擾滴定終點(diǎn)的正確判斷

(1)①濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，加熱條件下與Cu反應(yīng)：Cu＋2H₂SO₄(濃) CuSO₄＋SO₂↑＋2H₂O；有O₂存在時(shí)，Cu與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)：2Cu＋2H₂SO₄＋O₂=2CuSO₄＋2H₂O。
②SO₂的密度大于空氣的密度，用向上排空氣法收集，所以B裝置中導(dǎo)管應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出。
(2)①用排液體法測(cè)氣體體積，為了減小誤差，氣體的溶解度應(yīng)盡可能的小，選擇飽和NaHSO₃溶液。
②由于Cu(OH)₂開(kāi)始沉淀的pH約為5，應(yīng)選擇變色范圍接近的指示劑，以減小滴定誤差，故選擇甲基橙作指示劑。設(shè)余酸的物質(zhì)的量為n，消耗NaOH的物質(zhì)的量為：a mol/L×b×10^{－3 L}＝ab×10^－3 mol。
H₂SO₄�。�　2NaOH=Na₂SO₄＋2H₂O
　1　　　　　2
n×   ab×10^－3 mol
故n＝ mol，即原余酸的物質(zhì)的量為 mol。