Question

某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用下图所示装置进行有关实验．请回答：（1）试管Ⅰ中发生反应的

某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用下图所示装置进行有关实验．请回答：（1）试管Ⅰ中发生反应的化学方程式为______．（2）实验过程中，怎样操作可防止SO2污染空气？______．（3）实验中，用a g铜片和V mL 18mol?L-1的浓硫酸放在试管中共热，直到反应完毕，发现试管中还有铜片剩余，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有一定量的硫酸剩余但未能使铜片完全溶解，你认为原因是______．②下列药品中能用来证明反应结束后的试管中确有硫酸剩余的是______（填序号字母）．a．铁粉 b．BaCl2溶液 c．银 d．Na2CO3溶液（4）在定量测定剩余的硫酸的物质的量浓度时，某同学通过实验测得剩余铜片的质量为b g（假设反应前后溶液的体积不变），则剩余硫酸的物质的量浓度为______．

Answer 1

（1）试管Ⅰ中发生的反应是铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓） 

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）为防止SO₂逸出污染空气，应在试管Ⅲ管口放一团蘸有碱液的棉花，以吸收SO₂，且在实验结束时应立即将铜丝上移，离开液面，使反应停止；
故答案为：在试管Ⅲ管口放一团蘸有碱液的棉花；实验结束后立即将铜丝上移，离开液面；
（3）①Cu只能与浓硫酸在加热条件下反应，而与稀硫酸不反应，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐下降，最后剩余；
故答案为：反应过程中浓硫酸被消耗同时生成水，浓硫酸逐渐变稀，而铜不与稀硫酸反应；
②验证硫酸剩余应验证H⁺的存在，而不能验证SO₄^2-，因为有CuSO₄生成；
a．铁粉和酸反应生成氢气证明，故a符合；
b．BaCl₂溶液不能验证，故b不符合；
c．银不与酸反应，不能证明硫酸的存在，故c不符合；
d．Na₂CO₃溶液可以和酸反应生成二氧化碳，能证明硫酸的存在，故d符合；
故答案为：ad；
（4）用a g铜片和V mL 18mol?L^-1的浓硫酸放在试管中共热，某同学通过实验测得剩余铜片的质量为b g（假设反应前后溶液的体积不变），反应的铜质量为ag-bg，依据化学方程式计算，Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
反应的硫酸物质的量为

a?b

64

×2mol，剩余硫酸物质的量=18mol/L×V×10^-3L-

a?b

64

×2mol=[18V×10^-3-

a?b

64

×2]mol；
剩余硫酸浓度=[18?

125(a?b)

4V

]mol/L；
故答案为：[18?

125(a?b)

4V

]mol?L^-1 ．