Question

【题目】某化学兴趣小组为测定铜与浓硫酸反应后残余清液中硫酸的溶质质量分数，提出了下列实验方案：

【查阅资料】Cu+2H2SO4(浓) Cu SO4+ SO2↑+2H2O

【实验设计】甲方案：将残余清液与足量BaCl2溶液反应，称量生成的BaSO4质量。

乙方案：将残余清液与足量锌粒反应，测量生成氢气的体积。

【分析交流】

（1）铜与浓硫酸反应中即使铜过量也不能将硫酸完全反应的原因是__________；

（2）甲方案是否可行？_________（填“可行”或“不可行”），理由是_________；

【实验探究】

（3）小王同学选用图2中的部分实验装置进行了乙方案的实验：

①你认为图1中最简易的装置及其连接顺序是：__________；

② 实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，过一会儿后残余清液

就不能顺利滴入锥形瓶。其原因是________；

③ 某学生想用排水法收集氢气并检验其纯度，应选择图2中的集气装置________（填“A”或“B”）。

（4）小张同学用如图3所示装置进行了乙方案的实验：

① 连接仪器，检查此装置气密性。下列能说明装置气密性良好的是________（填序号）；

A．连接仪器后，向水准管中注水，直至左右两边管内形成稳定高度差。

B．向水准管内注水，连接好左侧装置，抬高水准管，左右两边液面始终相平。

② 实验中残余清液与锌粒混合后的现象是锌粒逐渐溶解、_____、产生大量气泡，放出热量。

反应完毕后，每间隔1分钟读取气体体积、气体体积逐渐减小，直至体积不变。气体体积逐渐减小的原因是___（排除仪器和实验操作的影响因素）。

④ 若实验中测得残余清液中硫酸的溶质质量分数偏大，下列可能的原因是________。

a．装置漏气

b．读取数据时水准管的水面高于量气管的水面

c．未待冷却就读取量气管读数

Answer 1

【答案】 随着反应的进行，浓硫酸浓度下降变成稀硫酸，铜与稀硫酸不反应 不可行 加入足量BaCl2溶液只能求出SO42—质量，不能求出剩余硫酸的浓度（或残余清液中有CuSO4、或BaCl2与CuSO4、H2SO4均反应） ACD 反应产生大量气体，使瓶中压强增大 B A 锌表面析出红色固体或溶液由蓝色变成无色等 反应放热，气体在冷却过程中体积逐渐减少 c

【解析】【分析交流】

（1）根据金属活动性顺序的应用，只有位于氢前面的金属才能与稀盐酸或稀硫酸反应。随着反应的进行，浓硫酸浓度下降变成稀硫酸，而铜与稀硫酸不反应；（2）由于生成物中含有的硫酸铜也能与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，故该方案不可行；（3）①乙方案是将残余清液与足量锌粒反应，测量生成氢气的体积，要测定生成的氢气的体积可用排水法通过测定排出的水的体积来判断生成氢气的体积，故连接顺序是ACD；②锌与稀硫酸反应生成氢气，会导致锥形瓶中的压强变大，故过一会儿后残余清液就不能顺利滴入锥形瓶；③用排水法收集氢气，导气管要放在试管口，否则会导致水不能排尽，故选B；（4）①检查此装置气密性的方法是：连接仪器后，向水准管中注水，若左右两边管内能形成稳定高度差，说明装置的气密性良好，故选A；②实验中残余清液中除了含有硫酸外，还含有硫酸铜，故加入锌粒，观察到的现象是：开始时锌粒逐渐的溶解，产生大量的气泡，一定时间后无气泡产生，锌的表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变成无色；③锌与稀硫酸反应放热，反应完毕后，温度逐渐降低，故气体的体积逐渐的减少直至不变；④a、若装置漏气则收集不到氢气，那么会导致硫酸的溶质质量分数偏小；b、读取数据时水准管的水面高于量气管的水面，即会导致测定的氢气的体积偏小，那么硫酸的溶质质量分数偏小；c、未待冷却就读取量气管读数会导致氢气的体积变大，那么硫酸的溶质质量分数会偏大。故选c。