Question

（2010?湘潭三模）某化學(xué)課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應(yīng)情況，用圖甲裝置進行有關(guān)實驗，請回答：

（1）裝置D中試管口放置的棉花中應(yīng)浸一種液體，這種液體的作用是

防止SO₂擴散而造成污染氣體

．
（2）裝置B的作用是貯存多余的氣體，B中應(yīng)放置的液體是（填字母）

d

．
a．NaOH溶液     b．酸性KmnO₄溶液     c．濃溴水       d．飽和NaHSO₃溶液
當(dāng)D處有明顯的現(xiàn)象后，關(guān)閉旋塞K，移去酒精燈，但由于余熱的作用，A處仍有氣體產(chǎn)生，此時B中現(xiàn)象是

長頸漏斗導(dǎo)管中液柱升高

．
（3）銅不能與稀硫酸直接反應(yīng)得到硫酸銅，但可用下面方法制�。簩⑦m量硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，加熱使之反應(yīng)完全，通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可制得硫酸銅晶體（裝置如圖乙圖1、2所示）．
①將硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，寫出該反應(yīng)的離子方程式

3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

．
②已知NO不能被NaOH溶液直接吸收，但已知有如下兩個反應(yīng)：
NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O；2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O．圖2是圖1的改進裝置，其優(yōu)點除可以防止倒吸外還有：

促進氮的氧化物被充分吸收

．
（3）如果用1molCu來制取1molCuSO₄，則所需12mol/L的硝酸體積為

55.6

mL，（假設(shè)HNO₃的還原產(chǎn)物全為NO），若所得尾氣恰好被NaOH溶液完全吸收，需通入空氣的體積為

18.7L

．（假設(shè)實驗體積為標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定，并忽略裝置中原有空氣的影響，以上數(shù)據(jù)均保留小數(shù)點后一位．）

Answer 1

分析：（1）依據(jù)二氧化硫是污染性氣體，不能排放到大氣中分析；
（2）依據(jù)儲氣裝置的原理是利用壓強大小，密閉容器通過改變液面的高低調(diào)節(jié)分析，試劑不能和氣體反應(yīng)也不能溶于液體；
（3）①根據(jù)銅粉和足量稀硫酸不反應(yīng)而與稀硝酸可以反應(yīng)；
②根據(jù)NO_X易與氫氧化鈉溶液反應(yīng)分析；
（3）HNO₃的還原產(chǎn)物全為NO，依據(jù)3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，計算需要的硝酸溶液體積；依據(jù)一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮被氫氧化鈉溶液全部吸收的反應(yīng)定量關(guān)系，最小需要氧氣的體積計算得到；

解答：解：（1）二氧化硫氣體排放到大氣中污染環(huán)境，所以裝置D中試管口放置的棉花中應(yīng)浸一種液體能與二氧化硫反應(yīng)，可以浸氫氧化鈉溶液或碳酸鈉溶液等堿性溶液，作用是吸收多余的二氧化硫氣體，防止污染空氣，故答案為：氫氧化鈉溶液或碳酸鈉溶液等堿性溶液；吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣；
故答案為：防止SO₂擴散而造成污染體；
（2）置B的作用是貯存多余的氣體，關(guān)閉旋塞K，移去酒精燈，但由于余熱的作用，A處仍有氣體產(chǎn)生，在密閉容器中隨著氣體的生成，廣口瓶內(nèi)壓強增大，會使瓶內(nèi)液面下降，長頸漏斗中液面上升，最終達到內(nèi)外大氣壓相同，二氧化硫氣體是酸性氧化物，易溶于水，B中的試劑不能和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)，不能溶解二氧化硫，
a．水能溶解二氧化硫不能儲存氣體，故a錯誤；
b．酸性KMnO₄ 溶液能氧化二氧化硫為硫酸，不能儲存氣體，故b錯誤；
c．NaOH溶液吸收二氧化硫不能儲存氣體，故c錯誤；
d．二氧化硫通入飽和NaHSO₃溶液中，降低了二氧化硫的溶解度，不反應(yīng)，可以用來儲存氣體，故d正確；
故答案為：d，長頸漏斗導(dǎo)管中液柱升高；
（3）①加入硝酸的目的因為稀硫酸不與銅反應(yīng)，而硝酸可以把銅氧化成銅離子，生成硫酸銅，濃硝酸分多次目的轉(zhuǎn)移電子數(shù)更多即生成一氧化氮，反應(yīng)的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
②因二氧化氮易與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，要防止倒吸，
故答案為：使NO_X充分被吸收．
（3）HNO₃的還原產(chǎn)物全為NO，3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；則用1molCu來制取1molCuSO₄，需要的硝酸物質(zhì)的量為

2

3

mol，則所需12mol/L的硝酸體積=

2 3 mol

12mol/L

=0.0556L=55.6ml；
HNO₃的還原產(chǎn)物全為NO，依據(jù)上述計算得到一氧化氮氣體物質(zhì)的量為

2

3

mol，一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮全部被氫氧化鈉溶液吸收，有以下幾種吸收情況：
①NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O；
②2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O，
完全吸收氣體一氧化氮，按照①反應(yīng)，一氧化氮只有

1

3

mol被氧化，需要氧氣

1

6

mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣的體積=

1

6

mol×5×22.4L/mol=18.7L；
故答案為：55.6mL，18.7L；

點評：本題考查了濃硫酸的性質(zhì)應(yīng)用，反應(yīng)產(chǎn)物的驗證、測定方法的設(shè)定和判斷，關(guān)鍵是產(chǎn)物中的二氧化硫性質(zhì)的應(yīng)用．