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某学生课外学习活动小组针对教材中铜与浓硫酸的反应，提出了研究“能够与铜反应的硫酸的最低浓度是多少”的问题，并设计了如下方案进行实验。 实验试剂：40 mL 18 mol／L硫酸，足量铜粉，足量的2 mol／L NaOH溶液。 请根据实验回答
某学生课外学习活动小组针对教材中铜与浓硫酸的反应，提出了研究“能够与铜反应的硫酸的最低浓度是多少”的问题，并设计了如下方案进行实验。 实验试剂：40 mL 18 mol／L硫酸，足量铜粉，足量的2 mol／L NaOH溶液。 请根据实验回答
admin
2016-04-11
43
问题
某学生课外学习活动小组针对教材中铜与浓硫酸的反应，提出了研究“能够与铜反应的硫酸的最低浓度是多少”的问题，并设计了如下方案进行实验。
实验试剂：40 mL 18 mol／L硫酸，足量铜粉，足量的2 mol／L NaOH溶液。
请根据实验回答问题：
(1)烧杯中用NaOH溶液吸收的物质是_______(填化学式)，利用倒置的漏斗而不是将导气管直接插入烧杯中的目的是_______；
(2)加热烧瓶20分钟，烧瓶中发生反应的化学方程式是________；待烧瓶中反应基本结束，撤去酒精灯，利用烧瓶中的余热使反应进行完全；然后由导管a通入足量的空气，其目的是：_____；在该实验装置中长导管b所起的作用是：______；
(3)将充分反应后的烧杯取下，向其中加入足量的酸化的双氧水，再加入足量的BaCl
2
溶液，再进行______、洗涤、_______后，称量________(填物质的名称)固体的质量为27．96g，则能与铜反应的硫酸的最低浓度是________mol／L。
选项
答案
(1)SO
2
防止NaOH溶液被倒吸 (2)Cu+2H
2
SO
4
(浓)[*]CuSO
4
+SO
2
↑+2H
2
O 确保生成的SO
2
气体进入烧杯中．被NaOH溶液吸收 冷凝加热产生的水蒸气，确保烧瓶中硫酸溶液的体积不变 (3)过滤干燥硫酸钡12
解析
(1)浓硫酸具有氧化性，加热条件下被铜还原生成二氧化硫气体。
如果NaOH溶液被倒吸入烧瓶中，会与浓硫酸反应，从而影响铜和浓硫酸的反应，因而用倒置的漏斗防止倒吸。
(2)用空气将烧瓶中反应产生的SO
2
气体排入烧杯中，进而被氢氧化钠溶液吸收，以避免SO
2
气体吸收不充分，导致计算数值时出现误差。
(3)双氧水可将烧杯中的亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子，硫酸根离子则与加入的BaCl
2
溶液中的Ba
2+
反应，产生不溶于酸的BaSO
4
沉淀，烧杯中发生反应的方程式为：Na
2
SO
3
+H
2
O
2
=Na
2
SO
4
+H
2
O，BaCl
2
+Na
2
SO
4
=BaSO
4
↓+2NaCl，所以n(Na
2
SO
3
)=n(Na
2
SO
4
)=n(BaSO
4
)=
=0．12 mol，又因为SO
2
+2NaOH=Na
2
SO
3
+H
2
O，故n(SO
2
)=n(Na
2
SO
3
)=0．12 mol，所以烧瓶中与Cu反应的H
2
SO
4
的物质的量n(H
2
SO
4
)=2n(SO
2
)=0．24 mol，故剩余H
2
SO
4
的物质的量浓度c(H
2
SO
4
)=
=12 mol．L
-1
，所以能与Cu反应的H
2
SO
4
的最低浓度为12 mol．L
-1
。
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