Question

【題目】某化學小組欲進行如下實驗探究金屬與濃硫酸反應。試回答下列問題。

(1)利用如圖裝置研究銅與濃硫酸反應，反應化學方程式為______________________________________；B裝置的目的是______________________________________________；x溶液為____________________。

(2)將上述實驗中的銅改為黃銅(銅鋅合金)，實驗后階段可觀察到倒立漏斗邊緣有氣體冒出，且越來越快。該氣體可能為________，氣體產生越來越快的原因可能是______________________________(至少兩點)。

驗證該氣體的實驗方案如下：

①裝置連接順序:x→c→____→____→____→____→____→g。

②能證明上述假設成立的實驗現(xiàn)象是_____________________________。

(3)取少量鎂粉加入盛濃硫酸的燒杯，在通風櫥中實驗。充分反應后溶液中有灰白色懸浮物（硫單質），設計方案研究該懸浮物的組成，請幫助完善。(假設鎂的化合物都溶于稀酸)

①補充括號內應加入的試劑______________________。

②寫出產生該灰白色懸浮物主要反應的化學方程式____________________________________________。

Answer 1

【答案】Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 檢驗產物SO2 NaOH溶液(其他合理答案均可得分) H2 反應后期，c(H＋)增大，與Zn反應生成H2速率加快；黃銅為銅鋅合金，與硫酸形成原電池產生H2速率加快；反應放熱 d e f a b E中(硬質玻璃管)黑色粉末變紅，H中(球形干燥管)固體由白色變?yōu)樗{色 CS2或熱的濃NaOH溶液 3Mg＋4H2SO4(濃)=3MgSO4＋S＋4H2O

【解析】

探究銅和濃硫酸的反應，在加熱條件下銅和濃硫酸反應生成CuSO4、SO2和H2O，SO2可以使品紅褪色，過量的SO2可以用NaOH溶液吸收。銅鋅合金和濃硫酸反應，隨著反應進行，濃硫酸濃度降低，可以和鋅生成氫氣。利用氫氣能和黑色的氧化銅反應生成紅色的銅以及生成的水能使白色的無水硫酸銅變藍的現(xiàn)象驗證氫氣的生成。鎂和濃硫酸反應生成硫，硫可以溶于CS2，也可以和熱的NaOH溶液反應生成可溶性的Na2S、Na2SO3。

(1)濃硫酸具有強氧化性，在加熱條件下與Cu反應生成CuSO4、SO2和H2O，故化學方程式為：Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O；二氧化硫具有漂白性，可以使品紅溶液褪色，常用品紅溶液來檢驗二氧化硫氣體；二氧化硫是有毒氣體且為酸性氣體，C為尾氣吸收裝置，故x溶液可以是NaOH溶液。

(2)若將上述實驗中的銅改為黃銅(銅鋅合金)，實驗后階段濃硫酸變稀，稀硫酸與鋅反應會產生氫氣，所以實驗后階段可觀察到倒立漏斗邊緣有氣體冒出，該氣體可能為H2；根據(jù)影響化學反應速率的因素，結合該實驗原理及條件，氣體產生越來越快的原因可能是：反應后期，濃硫酸變?yōu)橄×蛩�，電離程度增大，c(H+)增大，與Zn反應生成H2速率加快；黃銅為銅鋅合金，與硫酸形成原電池產生H2速率加快；反應放熱等。

①若要驗證該氣體是氫氣，根據(jù)可供選擇的裝置及藥品，先除去二氧化硫，再吸水干燥，然后通入灼熱的氧化銅，最后檢驗產物是水，所以裝置連接順序：x→c→d→e→f→a→b→g。

②若E中(硬質玻璃管)黑色粉末變紅，說明生成了銅單質，同時H中(球形干燥管)固體由白色變?yōu)樗{色，說明生成了水，由此可證明上述假設成立。

(3)鎂與濃硫酸反應，硫酸可能表現(xiàn)酸性和強氧化性，固體生成物可能是含有鎂元素、S元素的物質，燒杯中的混合物加水部分溶解，則不溶物為S，S易溶于二硫化碳，可以過濾后可加入二硫化碳溶解，S也能和熱的NaOH溶液反應：3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O，故也可以用熱的濃NaOH溶液溶解S；鎂和濃硫酸反應，生成硫酸鎂、S和水，反應的化學方程式為：3Mg+4H2SO4(濃)=3MgSO4+S+4H2O。