Question

【題目】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)計了如圖所示裝置進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)：
（1）先關(guān)閉活塞a，將6.4g銅片和10mL 18mol/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寫出上述過程中圓底燒瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：
打開活塞a之前；
打開活塞a之后 ．
②B是用來收集實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體的裝置，但集氣瓶內(nèi)的導(dǎo)管未畫全，請直接在圖上把導(dǎo)管補(bǔ)充完整．
（2）實(shí)際上，在打開活塞a之前硫酸仍有剩余．為定量測定余酸的物質(zhì)的量，甲、乙兩學(xué)生進(jìn)行了如下設(shè)計： ①甲學(xué)生設(shè)計的方案是：先測定銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生SO2的量，再通過計算確定余酸的物質(zhì)的量．他測定SO2的方法是將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄟ^裝置D，從而測出裝置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)計的實(shí)驗(yàn)方案中D裝置中的試劑為（填化學(xué)式）．
②乙學(xué)生設(shè)計的方案是：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100mL溶液，再取20mL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開始沉淀的pH約為5]，選擇該指示劑的理由為；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mol（用含a、b的表達(dá)式來表示）．

Answer 1

【答案】
（1）Cu+2H2SO4（濃） CuSO4+SO2↑+2H2O；2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O
（2）飽和NaHSO3；甲基橙；Cu（OH）2開始沉淀的pH約為5，若用酚酞作指示劑時溶液中的Cu2+會和NaOH反應(yīng)，Cu（OH）2的藍(lán)色會干擾滴定終點(diǎn)的正確判斷；
【解析】解：（1）①打開活塞a之前，濃硫酸和Cu在加熱條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuSO4、SO2和H2O，反應(yīng)方程式為Cu+2H2SO4（濃） CuSO4+SO2↑+2H2O；打開活塞a后，Cu、O2和稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和H2O，反應(yīng)方程式為2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O，所以答案是：Cu+2H2SO4（濃） CuSO4+SO2↑+2H2O；2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O；②銅跟濃硫酸反應(yīng)生成了二氧化硫氣體，二氧化硫密度比空氣大，可以用向上排氣法收集，所以裝置中的導(dǎo)氣管應(yīng)長進(jìn)短出，裝置圖為 ，所以答案是： ；（2）①測定SO2的量必須準(zhǔn)確測定無氣體損耗，用排水法測定裝置A產(chǎn)生氣體的體積，實(shí)驗(yàn)方案中D裝置中的試劑應(yīng)滿足不反應(yīng)且在其中溶解度度較小，二氧化硫在飽和NaHSO3溶液中的溶解度降低，所以可用排飽和NaHSO3溶液的方法測出裝置A產(chǎn)生氣體的體積，所以答案是：飽和NaHSO3；②由于Cu（OH）2開始沉淀的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，若用酚酞作指示劑時溶液中的Cu 2+會和NaOH反應(yīng)，Cu（OH）2的藍(lán)色會干擾滴定終點(diǎn)的正確判斷，設(shè)余酸的物質(zhì)的量為n，消耗NaOH的物質(zhì)的量為：amol/L×b×10﹣3L=ab×10﹣3mol，H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O