Question

某化学兴趣小组为探究
铜跟浓硫酸的反应情况，用如图所示装置先进行了有关实验：
（1）B是用来收集实验中产生的气体的装置，但未将导管画全，请直接在原图上把导管补充完整．
（2）实验中他们取6.4g铜片和12ml 18mol•L^-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余．
①请写铜跟浓硫酸反应的化学方程式：______ CuSO₄+2H₂O+SO₂↑

Answer

（1）依据实验产生的气体是二氧化硫与空气的轻重比较分析，确定收集实验中产生的气体的装置中导气管的位置；
（2）①根据铜是金属具有还原性，浓硫酸具有强氧化性，反应必须加热才能反应，注意书写化学方程式时的反应条件和浓字的书写；
②从浓硫酸随着反应进行浓度变稀，铜不和稀硫酸发生反应分析；
③依据稀硫酸的化学性质进行分析判断；
（3）①测定SO2的量必须做到不能在测量时损耗，便于测定分析；
②从滴定实验的两个关键即准确量取液体体积，准确判断反应终点分析判断；
【解析】
（1）铜跟浓硫酸反应生成了二氧化硫气体，二氧化硫比空气重，可以用向上排气法收集，所以装置中的导气管应长进短出，装置图为：
故答案为：
（2）①铜跟浓硫酸反应的化学方程式注意加热条件，书写的化学方程式为：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+2H2O+SO2↑；
故答案为：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+2H2O+SO2↑；
②6.4g铜片和12ml 18mol•L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，依据化学反应方程式的定量关系可知，0.1mol铜与含2.16mol硫酸的浓硫酸反应，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，说明一定剩余酸，这是因为浓硫酸随着反应进行，浓度变小成为稀硫酸，不再和铜发生反应，所以有一定量的余酸但未能使用铜片完全溶解；
故答案为：随反应进行，硫酸浓度变稀，Cu不与稀H2SO4反应；
③验证剩余的稀硫酸，必须与硫酸反应且现象明显，所以加入铁粉会生成气体说明含有氢离子证明有余酸，加入氯化钡溶液会产生白色沉淀式硫酸根离子的性质，因反应生成的产物中含有硫酸铜，也可以生成白色沉淀，所以不能证明酸的存在，加入银粉不反应不能证明，加入碳酸钠溶液生成气体说明有气体生成是氢离子的性质可以证明有酸的存在；
故答案为：AD；
（3）①测定SO2的量必须准确测定无气体损耗，实验操作简单易行；
A、将装置产生的气体缓缓通过预先称量过盛有碱石灰的干燥管，结束反应后再次称量，由于气体中含有水蒸气，碱石灰会吸收二氧化硫和水蒸气，称量后计算不准确，故A不可行；
B、将装置A产生的气体缓缓通入足量的硫酸酸化的KMnO4溶液，再加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀．过程中沉淀的质量是由二氧化硫被氧化生成的硫酸根离子和酸化高锰酸钾溶液中的硫酸根离子，所以测定不出二氧化硫的含量，故B不可行；
C、二氧化硫气体是易溶于水的物质，用排水法测定装置A产生气体的体积不准确，故C不可行；
D、用排饱和NaHSO3溶液的方法测出装置A产生气体的体积，二氧化硫在饱和NaHSO3溶液中 的溶解度降低，可以用排水量气方法进行二氧化硫的气体体积测定，故D可行；
故答案为：ABC
②滴定实验测定物质的含量，需要做到准确量取液体的体积，用滴定管可以解决，准确判断反应的终点，测定余酸的物质的量浓度，用标准氢氧化钠溶液进行滴淀，由于溶液中有铜离子使溶液呈蓝色，不能指示反应的终点判断，所以不能通过测出消耗NaOH溶液的体积来求余酸的物质的量的浓度；
故答案为：否； 含Cu2+的溶液显蓝色，干扰终点判断．