Question

【題目】某學校課外學習活動小組針對教材中銅與濃硫酸反應，提出了研究“能夠與銅反應的硫酸的最低濃度是多少？”的問題，并設計了如下方案進行實驗：實驗試劑：18 mol/L硫酸20 mL，純銅粉足量，足量2 mol/L NaOH溶液。

請根據實驗回答問題：

(1)首先根據上圖所示，組裝實驗裝置，并在加入試劑前先進行____________________________操作。

(2)燒杯中用NaOH溶液吸收的物質是：________(填化學式)，利用倒置的漏斗而不是將導氣管直接伸入燒杯中的目的是：______________________________________。

(3)加熱燒瓶20分鐘，燒瓶中發生反應的化學方程式是：___________________________。待燒瓶中反應基本結束，撤去酒精燈，利用燒瓶中的余熱使反應進行完全。然后由導管a通入足量的空氣，以確保燒瓶中的SO2氣體全部進入燒杯中。在該實驗裝置中的________(填儀器名稱)起到了確保硫酸體積保持不變的作用。

(4)將充分反應后的燒杯取下，向其中加入足量的酸化的雙氧水，再加入足量的BaCl2溶液，再進行________、________、__________ 后稱量硫酸鋇的質量為13．98 g，請計算能與銅反應的硫酸的濃度最低是________。

(5)有的同學提出在上面(4)中可以不必加入酸化的雙氧水，直接進行后面的實驗，也能得到準確的數據，請結合你的理解分析：________(填“需要”或“不需要”)加入雙氧水，原因是________________________________________。

Answer 1

【答案】(1)檢驗裝置氣密性

(2)SO2 防倒吸

(3)Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4＋SO2↑＋2H2O 長導管

(4)過濾 洗滌 干燥 12 mol/L

(5)需要 在燒杯中生成的Na2SO3可能被部分氧化為Na2SO4，如果不加入雙氧水而直接測定沉淀質量則無法確定S元素的物質的量，從而使實驗結果錯誤

【解析】(4)加入足量的酸化的雙氧水把Na2SO3氧化為Na2SO4，再加入足量的BaCl2溶液反應生成BaSO4沉淀，通過過濾、洗滌、干燥得到13.98 g BaSO4沉淀，則n(BaSO4)＝＝0.06 mol，依據硫原子守恒，被氧化的H2SO4為0.06 mol，依據化學方程式Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4＋SO2↑＋2H2O可知，反應的H2SO4的物質的量為0.12 mol，剩余的H2SO4的物質的量為18 mol/L×0.02 L－0.12 mol＝0.24 mol，則與銅反應的硫酸的最低濃度為＝12 mol/L。