Question

实验室利用如图装置探究SO₂还原CuO，并进一步检测产物含量。回答下列相关问题：

Ⅰ. SO₂还原CuO探究

(1)装置A中发生反应的化学方程式_______________________________________。

(2)在制取SO₂时，使用H₂SO₄溶液的浓度为__________时（填序号，从下列浓度中选取），制备SO₂的速率明显快。请解释不选下列其它浓度硫酸的原因____________________。

a. 98% H₂SO₄           b.65% H₂SO₄             c. 5% H₂SO₄

(3)充分反应后，黑色固体变为红色。取C中适量的产物，加水后溶液显蓝色并有红色沉淀物，取红色沉淀物滴加盐酸，溶液又呈现蓝色并仍有少量红色不溶物，由此可以得出：

①已知SO₂与CuO反应生成两种产物，写出该化学方程式___________________________。

②取红色沉淀物滴加盐酸，反应的离子方程式______________________________________。

Ⅱ．生成物中CuSO₄含量检测

(4)用“碘量法”测定产物中CuSO₄含量。取m g固体溶解于水配制成100mL溶液，取20.00mL溶液滴加几滴稀硫酸，再加入过量KI溶液，以淀粉为指示剂用Na₂S₂O₃标准溶液滴定，相关化学反应为2Cu²⁺+4I^－=2CuI↓+I₂，I₂+I^－I₃^－，I₂+2S₂O₃^2－=S₄O₆^2－+2I^－。

①若消耗0.1000mol/L Na₂S₂O₃标准溶液VmL，则产物中CuSO₄质量分数为____________。

②CuI沉淀物对I₃^—具有强的吸附能力，由此会造成CuSO₄质量分数测定值_______（填“偏大”或“偏小”）。

Answer

Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O b 98%的H2SO4溶液c(H+)较小，反应速率较小，5%的H2SO4溶液中水多，SO2易溶解在溶液中不易收集 3CuO+SO2CuSO4+Cu2O Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O 偏小

【解析】

A中硫酸与亚硫酸钠溶液反应生成二氧化硫，B中为浓硫酸，可用于干燥二氧化硫，在C中加热条件下，黑色固体变为红色，取C中适量的产物，加水后溶液显蓝色并有红色沉淀物，取红色沉淀物滴加盐酸，溶液又呈蓝色并仍有少量红色不溶物，说明生成硫酸铜和氧化亚铜，D用于吸收尾气。

（1）装置A制备二氧化硫气体，亚硫酸钠与硫酸反应生成二氧化硫和硫酸钠，发生反应的化学方程式Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O。故答案为：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O；

（2）在制取SO2时，使用H2SO4溶液的浓度为65% H2SO4 时，制备SO2的速率明显快，故选b。不选a. 98% H2SO4和C．5% H2SO4，是因为：98%的H2SO4溶液c(H+)较小，反应速率较小，5%的H2SO4溶液中水多，SO2易溶解在溶液中不易收集；

（3）①结合信息Cu2O+2H＋=Cu+Cu2＋+H2O，显示SO2与CuO反应的产物中有Cu2O，SO2被CuO氧化为硫酸根，该化学方程式3CuO+SO2CuSO4+Cu2O；

②取红色沉淀物滴加盐酸，发生歧化反应生成铜盐和单质铜，反应的离子方程式Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O；

（4）根据2Cu2++4I－=2CuI↓+I2，I2+I－I3－，I2+2S2O32－=S4O62－+2I－，可以得出关系式2Cu2＋～I2～2Na2S2O3，①若消耗0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液VmL，则产物中CuSO4质量分数为 ×100%，则产物中CuSO4质量分数为；

②因为CuI沉淀物对I3－离子具有强的吸附能力，会造成I2实际消耗量偏少，由此造成CuSO4质量分数测定值偏小。