Question

10．某課外活動(dòng)小組為探究金屬與濃硫酸反應(yīng)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．
Ⅰ．探究濃硫酸與銅反應(yīng)時(shí)硫元素與氫元素的氧化性強(qiáng)弱：實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．（固定裝置已略去）

（1）A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+SO₄^2-+Cu²⁺+2H₂O；A裝置銅絲如圖設(shè)計(jì)的原因是增大銅與濃硫酸的接觸面積，反應(yīng)隨時(shí)發(fā)生，隨時(shí)停止．
（2）C中濃硫酸的作用是除去反應(yīng)中產(chǎn)生的水蒸氣．
（3）F燒杯中的溶液通常是NaOH溶液（或酸性KMnO₄溶液等）．
（4）實(shí)驗(yàn)過程中，能證明濃硫酸與銅反應(yīng)后產(chǎn)物中硫元素的氧化性強(qiáng)于氫元素的現(xiàn)象是D裝置中黑色固體顏色無變化，E中溶液褪色．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，證明A裝置試管中反應(yīng)所得產(chǎn)物是否含有銅離子的操作方法是將A裝置中試管內(nèi)冷卻的混合物沿杯壁（或玻璃棒）緩緩倒入盛有水的燒杯中，并不斷攪拌，看溶液是否變藍(lán)．

Answer 1

分析 （1）銅與濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫氣體和水，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；銅絲完成螺旋狀是為了增大與濃硫酸的接觸面積增大反應(yīng)速率，抽出后可以停止反應(yīng)；
（2）C中濃硫酸是吸收氣體中的水蒸氣；
（3）二氧化硫有毒，多余的二氧化硫氣體需要用氫氧化鈉溶液或酸性高錳酸鉀溶液吸收；
（4）根據(jù)C中氧化銅是否被還原及E中品紅溶液是否褪色判斷；
（5）反應(yīng)后的混合液中含有濃硫酸，不能向冷卻后的溶液中加水，否則會(huì)導(dǎo)致液體濺出，應(yīng)該類比稀釋濃硫酸的方法進(jìn)行操作．

解答 解：Ⅰ．（1）碳和濃硫酸在加熱條件下生成二氧化碳、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+SO₄^2-+Cu²⁺+2H₂O，A裝置銅絲如圖設(shè)計(jì)的原因是增大銅與濃硫酸的接觸面積，反應(yīng)隨時(shí)發(fā)生，隨時(shí)停止，
故答案為：2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+SO₄^2-+Cu²⁺+2H₂O；增大銅與濃硫酸的接觸面積，反應(yīng)隨時(shí)發(fā)生，隨時(shí)停止；
（2）C中濃硫酸是吸收氣體中的水蒸氣，防止進(jìn)入裝置D炸裂試管，
故答案為：除去反應(yīng)中產(chǎn)生的水蒸氣；
（3）二氧化硫氣體是一種有毒氣體，剩余的二氧化硫氣體不能直接排放，應(yīng)該用NaOH溶液或酸性KMnO₄溶液等吸收，
故答案為：NaOH溶液（或酸性KMnO₄溶液等）；
（4）由于D裝置中黑色固體顏色無變化，E中溶液褪色，說明反應(yīng)生成了二氧化硫，證明反應(yīng)中S元素被還原，在反應(yīng)中作氧化劑，而氫離子沒有被還原，所以濃硫酸的中S的氧化性大于氫離子，
故答案為：D裝置中黑色固體顏色無變化，E中溶液褪色；
（5）含有銅離子的溶液顯示藍(lán)色，需要將反應(yīng)后的溶液用水稀釋，由于反應(yīng)后的溶液中含有濃硫酸，所以應(yīng)該將A裝置中試管內(nèi)冷卻的混合物沿杯壁（或玻璃棒）緩緩倒入盛有水的燒杯中，并不斷攪拌，看溶液是否變藍(lán)，
故答案為：將A裝置中試管內(nèi)冷卻的混合物沿杯壁（或玻璃棒）緩緩倒入盛有水的燒杯中，并不斷攪拌，看溶液是否變藍(lán)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了濃硫酸的性質(zhì)、常見氣體檢驗(yàn)的方法和操作順序、對實(shí)驗(yàn)原理的理解等，題目難度中等，注意掌握濃硫酸的性質(zhì)及常見氣體的檢驗(yàn)方法．