Question

【題目】某化學興趣小組為測定銅與濃硫酸反應后殘余清液中硫酸的溶質質量分數，提出了下列實驗方案：
【查閱資料】Cu+2H2SO4（濃） Cu SO4+SO2+2H2O
【實驗設計】甲方案：將殘余清液與足量BaCl2溶液反應，稱量生成的BaSO4質量．
乙方案：將殘余清液與足量鋅粒反應，測量生成氫氣的體積．
【分析交流】
（1）銅與濃硫酸反應中即使銅過量也不能將硫酸完全反應的原因是；
（2）甲方案是否可行？（填“可行”或“不可行”），理由是；
（3）【實驗探究】 小王同學選用圖2中的部分實驗裝置進行了乙方案的實驗：
①你認為圖1中最簡易的裝置及其連接順序是：；
②實驗開始時，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其活塞，過一會兒后殘余清液
就不能順利滴入錐形瓶．其原因是；
③某學生想用排水法收集氫氣并檢驗其純度，應選擇圖2中的集氣裝置（填“A”或“B”）．
（4）小張同學用如圖3所示裝置進行了乙方案的實驗： ①連接儀器，檢查此裝置氣密性．下列能說明裝置氣密性良好的是（填序號）；
A．連接儀器后，向水準管中注水，直至左右兩邊管內形成穩定高度差．
B．向水準管內注水，連接好左側裝置，抬高水準管，左右兩邊液面始終相平．
②實驗中殘余清液與鋅粒混合后的現象是鋅粒逐漸溶解、
產生大量氣泡，放出熱量．
③反應完畢后，每間隔1分鐘讀取氣體體積、氣體體積逐漸減小，直至體積不變．氣體體積逐漸減小的原因是
（排除儀器和實驗操作的影響因素）．
④若實驗中測得殘余清液中硫酸的溶質質量分數偏大，下列可能的原因是 ．
a．裝置漏氣
b．讀取數據時水準管的水面高于量氣管的水面
c．未待冷卻就讀取量氣管讀數．

Answer 1

【答案】
（1）隨著反應的進行，濃硫酸濃度下降變成稀硫酸，而銅與稀硫酸不反應
（2）不可行；殘余清液中的硫酸銅也能和氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀
（3）A→C→D；反應產生大量氣體，使瓶中壓強增大；B
（4）A；生成紅色固體，溶液逐漸由藍色變成無色；氣體在冷卻過程中體積逐漸減小；C
【解析】解：（1）銅與濃硫酸反應中即使銅過量也不能將硫酸完全反應的原因是：隨著反應的進行，濃硫酸濃度下降變成稀硫酸，而銅與稀硫酸不反應． 故填：隨著反應的進行，濃硫酸濃度下降變成稀硫酸，而銅與稀硫酸不反應．（2）甲方案不可行，這是因為殘余清液中的硫酸銅也能和氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀．
故填：不可行；殘余清液中的硫酸銅也能和氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀．（3）①圖1中最簡易的裝置及其連接順序是A→C→D，A中產生的氣體排入C中，C中排入D中的水的體積即為反應生成氣體的體積．故填：A→C→D．②實驗開始時，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其活塞，過一會兒后殘余清液就不能順利滴入錐形瓶．其原因是反應產生大量氣體，使瓶中壓強增大．
故填：反應產生大量氣體，使瓶中壓強增大．③某學生想用排水法收集氫氣并檢驗其純度，應選擇圖2中的集氣裝置B．故選：B．（4）①A．連接儀器后，向水準管中注水，直至左右兩邊管內形成穩定高度差，說明裝置不漏氣；B．向水準管內注水，連接好左側裝置，抬高水準管，左右兩邊液面始終相平，說明裝置漏氣．故選：A．②實驗中殘余清液與鋅粒混合后，鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，和硫酸銅反應生成硫酸鋅和銅，過程中的現象是鋅粒逐漸溶解、生成紅色固體、溶液逐漸由藍色變成無色、產生大量氣泡，放出熱量．
故填：生成紅色固體，溶液逐漸由藍色變成無色．③反應完畢后，氣體體積逐漸減小的原因是氣體在冷卻過程中體積逐漸減小．故填：氣體在冷卻過程中體積逐漸減小．④a．裝置漏氣時，會導致收集的氣體偏少，從而導致計算出的硫酸的溶質質量分數偏小；b．讀取數據時水準管的水面高于量氣管的水面，導致氣體體積偏小，從而導致計算出的硫酸的溶質質量分數偏小；c．未待冷卻就讀取量氣管讀數，導致氣體體積偏大，從而導致計算出的硫酸的溶質質量分數偏大．
故選：c．
【考點精析】本題主要考查了氫氣的制取和檢驗的相關知識點，需要掌握氫氣的實驗室制法原理：Zn + H2SO4 = ZnSO4 +H2↑；Zn + 2HCl = ZnCl2 +H2↑不可用濃鹽酸的原因 濃鹽酸有強揮發性 ；不可用濃硫酸或硝酸的原因 濃硫酸和硝酸有強氧化性才能正確解答此題．