Question

安徽省从2013年12月1日零时起，车用汽油升级为“国Ⅳ”标准，对二氧化硫的排放有了大大的改善。已知SO₂可以用Fe( NO₃)₃溶液吸收， 0．1mol/L的Fe(NO₃)₃ 溶液的pH＝2。某学习小组据此展开如下相关探究：

【探究I】铜与浓硫酸的反应探究：

(l)取12．8g铜片于三颈烧瓶中，通N₂一段时间后再加入20 mL 18 mol•L^-1的浓硫酸，加热。装置A中有白雾（硫酸酸雾）生成，装置B中产生白色沉淀，充分反应后,烧瓶中仍有铜片剩余。

①该小组同学认为烧瓶中除有铜片剩余外还应有较多的硫酸剩余，其原因是： ___________________   。

②该小组同学欲通过测定产生气体的量来求余酸的物质的量，设计了多种实验方案。下列方案不可行的是______          。

A．将产生的气体缓缓通过预先称量的盛有碱石灰的干燥管,结束反应后再次称重

B．将产生的气体缓缓通入足量硫酸酸化的高锰酸钾溶液后，再加入足量的BaCl₂溶液，测量所得沉淀的质量

C．用排饱和NaHSO₃溶液的方法测定其产生气体的体积(折算成标准状况）

【探究II】装置B中产生沉淀的原因探究：

（2）加入浓硫酸之前先通N₂一段时间，其目的是____                                  。

（3）经过讨论，该小组对装置B中产生沉淀的原因，提出下列猜想(不考虑各因素的叠加）：

猜想1: 装置A中的白雾进入B参与反应

猜想2：SO₂被Fe³⁺氧化为SO₄^2-

猜想3：                                   。

（4）甲同学认为只要在装置A、B间增加洗气瓶C，就可以排除装置A中白雾影响，则C中盛放的试剂是                       。

（5）乙同学取出少量装置B中清液，加入几滴酸性高锰酸钾，发现紫红色褪去，据此认为猜想2成立。你是否同意其结论？并说明理由：                                     。

【思考与交流】

（6）实验结束后，若使烧瓶中铜片继续溶解，下列方案(必要时可加热）可行的是          。

A．打开弹簧夹，通入O₂                  B．由分液漏斗加入H₂O₂溶液

C．由分液漏斗加入NaNO₃溶液            D．由分液漏斗加入Na₂SO₄溶液

Answer

（1）①随着反应进行，硫酸变稀，与铜片不反应 ②A B

（2）排除空气的干扰

（3）酸性条件下，SO2被NO3-氧化为SO42-

（4）NaHSO3饱和溶液

（5）不同意；溶解的SO2也能使酸性高锰酸钾溶液褪色

（6）A B C

【解析】

试题分析：（1）①Cu只与浓硫酸发生反应。随着反应的进行硫酸变为稀硫酸，就与铜片不反应。所以烧瓶中除有铜片剩余外还应有较多的硫酸剩余。②A．发生在加热条件下进行。所以产生的气体除了有SO2外，还有水蒸汽，因此缓缓通过预先称量的盛有碱石灰的干燥管,结束反应后再次称重称量的质量是SO2和水蒸汽的质量和。无法计算剩余硫酸的质量。错误。B．高锰酸钾能把SO2氧化为硫酸，由于是用硫酸酸化，所以再加入足量的BaCl2溶液，测量所得沉淀是SO2氧化的硫酸和加入的硫酸共同产生的硫酸钡。故不能确定SO2的多少，进而不能确定有多少硫酸没有乘积反应。错误。C．由于SO2不能在饱和NaHSO3溶液中溶解。所以可以用排饱和NaHSO3溶液的方法测定其产生气体的体积(折算成标准状况）。来确定发生还原反应的硫酸的物质的量，进而可以计算出未参加反应的硫酸的物质的量。正确。选项为AB。（2）加入浓硫酸之前先通N2一段时间，其目的是驱赶装置中的空气，排除空气的干扰。（3）根据题意可知：猜想3是酸性条件下，SO2被NO3-氧化为SO42-。（4）甲同学认为只要在装置A、B间增加洗气瓶C，就可以排除装置A中白雾影响，则C中盛放的试剂应该只吸收SO3但是不溶解或反应消耗SO2，可以是NaHSO3饱和溶液。（5）乙同学取出少量装置B中清液，加入几滴酸性高锰酸钾，发现紫红色褪去，据此认为猜想2成立这种认识是错误的、不同意；因为溶解的SO2也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 （6）A 通入氧气，发生反应：2Cu+ O22CuO；CuO + H2SO4= CuSO4 + H2O．正确。B由分液漏斗加入H2O2溶液H2O2加热分解产生氧气，作用同A。正确。C由分液漏斗加入NaNO3溶液。在酸性条件下发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO3－=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。Cu溶解。正确。D．由分液漏斗加入Na2SO4溶液不会发生任何反应。错误。因此选项为A B C。

考点：考查铜与浓硫酸的反应的探究及产物SO2的性质及检验的知识。