Question

某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应，进行了如下实验，实验装置如图所示。

实验步骤：

①先连接如图所示的装置，检查好气密性，再加入试剂；

②加热A试管，待B试管中品红溶液退色后，熄灭酒精灯；

③将Cu丝向上抽动离开液面。

请回答下列问题：

(1)A试管中发生反应的化学方程式为                                   。

(2)能够证明铜与浓硫酸反应生成气体的实验现象是                            。

(3)在盛有BaCl₂溶液的C试管中，除了导管口有气泡外，无其他明显现象，若将其中的溶液分成两份，分别滴加下列溶液，将产生沉淀的化学式填入表中对应的位置。

滴加的溶液	氯水	氨水
沉淀的化学式

写出其中SO₂表现还原性的离子反应方程式：                                   。

(4)实验完毕后，先熄灭酒精灯，由于导管E的存在，试管B中的液体不会倒吸入试管A中，其原因是                                                         。

(5)实验完毕后，装置中残留的气体有毒，不能打开导管上的胶塞。为了防止该气体排入空气中污染环境，拆除装置前，应当采取的操作是                                 。

(6)将SO₂气体通入含有n mol Na₂S的溶液中，充分反应后，溶液中出现黄色浑浊，试分析该溶液最多能吸收SO₂气体        mol(不考虑溶解的SO₂)。

Answer

(1)Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O

(2)B试管中品红溶液退色

(3)BaSO4 BaSO3 SO2＋Cl2＋2H2O=4H＋＋SO42-＋2Cl－(或Ba2＋＋SO2＋Cl2＋2H2O=BaSO4↓＋4H＋＋2Cl－)

(4)当A试管内气体压强减小时，空气从E导管进入A试管中，维持A试管中压强平衡

(5)从E导管口向A试管中缓慢地鼓入足量的空气，将残留的SO2气体赶入NaOH溶液中，使之被完全吸收

(6)2.5n

【解析】(1)A试管中发生的是Cu与浓硫酸生成SO2的反应：Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(2)利用SO2能使品红溶液退色的性质来证明Cu与浓硫酸反应产生了SO2气体。(3)氯水中的Cl2具有氧化性，能将SO2氧化为SO42-，SO42-与Ba2＋反应生成BaSO4沉淀；氨水具有碱性，吸收SO2生成SO32-，SO32-与Ba2＋反应生成BaSO3沉淀。(4)导管E与大气相通，能使装置内的压强恒定，防止出现倒吸现象。(5)残留的有毒气体为SO2，只要利用空气将SO2缓慢赶入NaOH溶液中，使SO2被完全吸收即可。(6)SO2与Na2S反应，首先是SO2与H2O反应生成H2SO3：SO2＋H2OH2SO3，H2SO3与Na2S反应生成H2S：Na2S＋H2SO3=H2S↑＋Na2SO3，SO2与H2S反应生成S：2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O，该过程可表示为3SO2＋2Na2S=3S↓＋2Na2SO3，n mol Na2S吸收1.5n mol SO2，同时生成n mol Na2SO3，Na2SO3吸收SO2生成NaHSO3：Na2SO3＋SO2＋H2O=2NaHSO3，该步反应又可吸收n mol SO2，故最多能吸收2.5n mol SO2。