Question

研究性學(xué)習(xí)小組為探究Cu與濃H₂SO₄反應(yīng)及其產(chǎn)物SO₂的性質(zhì)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置：
（1）寫出銅與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：______；浸有堿液的棉花的作用是：______．
（2）該小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)以上實(shí)驗(yàn)裝置有相當(dāng)多不足之處，如實(shí)驗(yàn)不夠安全和易造成環(huán)境污染等．為改進(jìn)實(shí)驗(yàn)和更多地了解SO₂的性質(zhì)，經(jīng)過(guò)同學(xué)間的討論和與老師的交流，設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)裝置．

①對(duì)試管A中的濃H₂SO₄和銅絲進(jìn)行加熱，發(fā)現(xiàn)E試管中有氣泡逸出，品紅溶液 很快褪色，但最終 未見(jiàn)D試管中氫氧化鋇溶液出現(xiàn)渾濁．為探究D試管中未出現(xiàn)渾濁的原因，該小組同學(xué)在化學(xué)手冊(cè)中只查閱到下列物質(zhì)常溫下的溶解度數(shù)據(jù)：

物質(zhì)	溶解度（g/100水）	物質(zhì)	溶解度（g/100水）
Ca（OH）2	0.173	Ba（OH）2	3.89
CaCO3	0.0013	BaSO3	0.016
Ca（HCO3）2	16.60

他們應(yīng)用類比研究方法預(yù)測(cè)了D試管未出現(xiàn)渾濁的原因：______．
②為驗(yàn)證D試管中溶液的組成，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你幫他們完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告．

實(shí)驗(yàn)方案	現(xiàn)象
1取少量溶液于試管中，加入氫氧化鈉溶液
2取少量溶液于試管中，加入稀鹽酸，加熱，用濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙檢驗(yàn)生成的氣體．

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)試管A中還有銅片剩余．該小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識(shí)認(rèn)為硫酸也有剩余．下列藥品中能夠用來(lái)證明反應(yīng)結(jié)束后的試管A中確有余酸的是______（填寫字母編號(hào)）．
A．鋁粉　　　　 B．氯化鋇溶液　　　　C．銀粉　　　　　D．碳酸氫鈉溶液
（4）請(qǐng)寫出長(zhǎng)導(dǎo)管B的作用______（只寫一點(diǎn)就可）．

Answer 1

解：（1）濃硫酸把銅氧化成硫酸銅，本身被還原成二氧化硫，反應(yīng)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
二氧化硫有毒，具有酸性氧化物的通性，可與堿反應(yīng)生成鹽和水，所以可用堿液吸收二氧化硫，防止污染空氣．
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；吸收SO₂防止污染空氣；
（2）①根據(jù)表中CaCO₃、Ca（HCO₃）₂的溶解度可知，Ca（HCO₃）₂的溶解度遠(yuǎn)大于CaCO₃，由此類比Ba（HSO₃）₂的溶解度遠(yuǎn)大于BaSO₃，預(yù)測(cè)了D試管未出現(xiàn)渾濁的原因是生成了溶解度較大的Ba（HSO₃）₂，
故答案為：生成了溶解度較大的Ba（HSO₃）₂
②Ba（HSO₃）₂與氫氧化鈉反應(yīng)的方程式為：Ba（HSO₃）₂+2NaOH═BaSO₃↓+H₂O+Na₂SO₃，所以看到的現(xiàn)象為有渾濁出現(xiàn)．
Ba（HSO₃）₂和HCl反應(yīng)的方程式為：Ba（HSO₃）₂+2HCl═BaCl₂+2H₂O+2SO₂↑，二氧化硫?yàn)樗嵝詺怏w遇石蕊變紅．
所以看到的現(xiàn)象為：試管中有氣泡產(chǎn)生，濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅．
故答案為：出現(xiàn)渾濁； 試管中有氣泡產(chǎn)生，濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅；
（3）要檢驗(yàn)硫酸是否有剩余，實(shí)際上就是檢驗(yàn)H⁺．鋁與H⁺發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，有氣泡冒出，H⁺與碳酸氫鈉反應(yīng)有二氧化碳生成，所以看到有氣泡冒出的現(xiàn)象．氯化鋇與銀不和氫離子反應(yīng)，故答案為：A、D；
（4）從安全角度考慮可能發(fā)揮的作用，答案有多種形式．如從防倒吸來(lái)看，長(zhǎng)導(dǎo)管起平衡內(nèi)外壓強(qiáng)的作用；從環(huán)保角度看，裝置中有未排出的二氧化硫，可從B導(dǎo)管通入空氣，以便把裝置中殘留的二氧化硫排出被堿吸收，防止拆除裝置使二氧化硫污染大氣．故答案為：防止C中的液體倒吸（或檢驗(yàn)反應(yīng)時(shí)導(dǎo)管是否堵塞或拆卸裝置前從B管口向試管A中大量鼓入空氣，以排盡A中的二氧化硫氣體，不會(huì)產(chǎn)生污染等）
分析：（1）根據(jù)濃硫酸的強(qiáng)氧化性及還原產(chǎn)物二氧化硫?qū)懗龇磻?yīng)式，因二氧化硫?yàn)樗嵝匝趸�物，故用堿液吸收防止污染環(huán)境；
（2）①根據(jù)表中CaCO₃、Ca（HCO₃）₂的溶解度類比Ba（HSO₃）₂的溶解度，由此解釋現(xiàn)象；
②根據(jù)Ba（HSO₃）₂與氫氧化鈉、鹽酸反應(yīng)原理來(lái)推測(cè)反應(yīng)現(xiàn)象；
（3）硫酸具有酸的通性，根據(jù)現(xiàn)象來(lái)判斷是否有硫酸；
（4）從安全角度來(lái)考慮長(zhǎng)導(dǎo)管的作用．
點(diǎn)評(píng)：本題以教材實(shí)驗(yàn)為載體，較伸入地考查了硫酸及二氧化硫的性質(zhì)．要充分利用圖示和圖表信息，結(jié)合題目設(shè)問(wèn)認(rèn)真作答．