Question

某化學課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應情況，設計了如圖1所示裝置進行有關實驗：
（1）先關閉活塞a，將6.4g銅片和12mL18mol/L的濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱至反應完畢，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寫出上述過程中燒瓶內(nèi)發(fā)生的化學方程式：
打開活塞a之前

 

，
打開活塞a之后

 

．
②B是用來收集實驗中產(chǎn)生的氣體的裝置，但集氣瓶內(nèi)的導管未畫全，請在圖2把導管補充完整．

（2）實際上，在打開活塞a之前硫酸仍有剩余．為定量測定余酸的物質的量，甲、乙兩學生進行了如下設計：
①甲學生設計方案是：先測定銅與濃硫酸反應產(chǎn)生SO₂的量，再通過計算確定余酸的物質的量．他測定SO₂的方法是將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩通過裝置D，從而測出裝置A產(chǎn)生氣體的體積（已折算成標準狀況）．你認為甲學生設計的實驗方案能否準確求得余酸的物質的量

 

（填“能”或“不能”），若不能，請在D裝置的基礎上進行改進，寫出最簡單的改進方法

 

（若能，此空不填）．
②乙學生設計的方案是：將反應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，用酚酞作指示劑，用標準氫氧化鈉溶液進行滴定[已知：Cu（OH）₂開始沉淀的PH約為5]，再求出余酸的物質的量．你認為乙學生設計的實驗方案能否準確求得余酸的物質的量

 

（填“能”或“不能”），理由是

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計,濃硫酸的性質實驗

專題：實驗設計題

分析：（1）①濃硫酸具有強氧化性，在加熱條件下與銅發(fā)生氧化還原反應，但稀硫酸與銅不反應，在通入氧氣的條件下能繼續(xù)與銅反應；
②二氧化硫密度比空氣大，采用向上排空氣法收集；
（2）①測定SO₂的量必須做到不能在測量時損耗，便于測定分析；
②從滴定實驗的兩個關鍵即準確量取液體體積，準確判斷反應終點分析判斷．

解答： 解：（1）濃硫酸具有強氧化性，在加熱時可以氧化單質銅，生成硫酸銅、二氧化硫和水，方程式為2H₂SO₄（濃）+Cu

△   .

CuSO₄+2H₂O+2SO₂↑；銅與濃硫酸反應是一個進程反應，隨著反應進行，硫酸濃度降低，稀硫酸與銅不反應，在通入氧氣的條件下能繼續(xù)與銅反應，反應方程式為，2Cu+O₂+2H₂SO₄

△   .

2CuSO₄+2H₂O；
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；2Cu+O₂+2H₂SO₄

△   .

2CuSO₄+2H₂O；
②二氧化硫密度比空氣大，采用向上排空氣法收集，故導管應長進短出，裝置圖為：
故答案為：；
（2）①測定SO₂的量必須準確測定無氣體損耗，實驗操作簡單易行；
二氧化硫氣體是易溶于水的物質，用排水法測定裝置A產(chǎn)生氣體的體積不準確，可把水換成飽和亞硫酸氫鈉溶液，用排飽和NaHSO₃溶液的方法測出裝置A產(chǎn)生氣體的體積，二氧化硫在飽和NaHSO₃溶液中的溶解度降低，或在D中的集氣瓶的水面上加一層植物油；
故答案為：不能；在D 的集氣瓶的水面上加一層植物油或用排飽和NaHSO₃溶液的方法；
②滴定實驗測定物質的含量，需要做到準確量取液體的體積，用滴定管可以解決，準確判斷反應的終點，測定余酸的物質的量濃度，用標準氫氧化鈉溶液進行滴淀，由于溶液中有銅離子使溶液呈藍色，不能指示反應的終點判斷，所以不能通過測出消耗NaOH溶液的體積來求余酸的物質的量的濃度；
故答案為：不能； 含Cu²⁺的溶液顯藍色，干擾終點判斷．

點評：本題考查濃硫酸的性質探究實驗，題目難度中等，注意濃硫酸、二氧化硫的性質．