综合题14.0分
化学

(14分)如图为某实验小组同学设计的铜与浓硫酸反应的实验装置,实验步骤如下:

Ⅰ、先连接好装置,检验气密性,加入试剂;

Ⅱ、加热三颈瓶A直到D中品红溶液褪色,熄灭酒精灯;

Ⅲ、将Cu丝上提离开液面。

18.实验中观察到三颈瓶A中有白色固体产生,该固体为____________(填化学式)。

19.熄灭酒精灯后,发现D中的液体不会倒吸,其原因是____________;

20.支管B的作用是____________;

21.实验中还发现铜丝表面有黑色固体X,其中可能含有CuO, CuS, Cu2S,以及被掩蔽的Cu2O,已知Cu2O在酸性环境下会发生歧化反应生成Cu2+和Cu,在氧气中煅烧转化为CuO; CuS和Cu2S常温下都不溶于稀盐酸,在氧气中煅烧,都转化为氧化铜和二氧化硫。为探究X的成分,该小组同学向m1g固体X中加入足量稀盐酸,过滤,得蓝色滤液,滤渣经洗涤、干燥后称量得m2g,将该滤渣在氧气流中锻烧、冷却称量至恒重为m3g。

①若m2 > m3,则煅烧过程中一定发生反应的化学方程式为____________;

②若m2 = m3,则固体X中一定含有____________ (填化学式)。

22.为探究D中使品红溶液褪色的微粒是二氧化硫本身还是二氧化硫与水作用的产物,该小组同学做了如下实验:

I.将干燥的二氧化硫气体通入品红与无水乙醇的混合液中,品红溶液不褪色;

Ⅱ.常温下,向两支盛有等体积、等浓度品红溶液的试管中分别加入等物质的量的亚硫酸钠、亚硫酸氢钠固体,品红溶液均褪色,且加入亚硫酸钠固体的品红溶液褪色较快。

①据实验I推断,使品红试液褪色的微粒可能有____________种;

②依据实验Ⅱ,该小组同学得出结论:

a.使品红溶液褪色的微粒是HSO3-和SO32-,不是H2SO3。你认为结论a是否正确____________ (填“是”或“否”),理由是____________;

b.使品红溶液褪色的微粒是____________ (填微粒符号)。(已知在25℃时,亚硫酸的电离平衡常数ka1=1.54×10-2,ka2=1.02×10-7)

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

CuSO4

解析

铜与浓硫酸反应生成硫酸铜,硫酸铜在无水状态下为白色固体,所以白色固体为硫酸铜。

考查方向

铜与浓硫酸反应

解题思路

铜与浓硫酸反应生成硫酸铜,硫酸铜在无水状态下为白色固体

易错点

铜与浓硫酸反应生成物处于浓硫酸中,题目属于容易题目

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

A中压强减小时,空气从C导管进入A中,可防止D中液体倒吸

解析

A中压强减小时,空气从C导管进入A中,可防止D中液体倒吸。

考查方向

防倒吸原理

解题思路

熄灭酒精灯后,装置中的压强变小,C导管可以让空气进入;

易错点

防倒吸原理是压强的改变

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

平衡压强,使液体顺利流下

解析

反应发生后,产生二氧化硫气体,装置中的压强增大,使液体不能顺利留下,利用支管能让上下压强相等,平衡压强,使液体顺利流下。

考查方向

压强对液体流下的影响

解题思路

反应发生后,产生二氧化硫气体,装置中的压强增大,使液体不能顺利留下,利用支管能让上下压强相等;

易错点

压强对液体流下的影响,题目属于容易题

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

①2CuS+3O22CuO+2SO2                 ②Cu2O,Cu2S

解析

①若m2 > m3,说明氧化过程中,固体的质量减轻,根据可能含有的物质,只有硫化铜在氧化后质量减轻,则2CuS+3O2=2CuO+2SO2

②若m2 = m3,说明氧化过程中质量没有变化,根据可能含有的物质,硫化铜的质量减轻,就必须有质量增加的物质,说明只有氧化亚铜;

考查方向

质量守恒

解题思路

①若m2 > m3,说明氧化过程中,固体的质量减轻,根据可能含有的物质,只有硫化铜在氧化后质量减轻;

②若m2 = m3,说明氧化过程中质量没有变化,根据可能含有的物质,硫化铜的质量减轻,就必须有质量增加的物质,说明只有氧化亚铜;

易错点

物质转化过程中的质量变化情况,需要讨论思想来解决问题,题目属于中等难度题目。

第5小题正确答案及相关解析

正确答案

①3      ②否(1分)   HSO和SO都会水解生成亚硫酸   SO

解析

①据实验I推断,二氧化硫不能使品红褪色,而二氧化硫能使品红溶液褪色说明二氧化硫与水反应后的物质能使品红褪色,二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸能发生一级二级电离,分别产生亚硫酸氢根以及亚硫酸根;则能使品红试液褪色的微粒可能有3种:亚硫酸,亚硫酸氢根,亚硫酸根。

②依据实验Ⅱ,HSO和SO都会水解生成亚硫酸,亚硫酸的电离平衡常数ka1=1.54×10-2,ka2=1.02×10-7说明SO的第一步水解程度较小,溶液中主要存在的是SO;使品红褪色的微粒是亚硫酸根。

考查方向

实验探究二氧化硫的漂白原理

解题思路

①据实验I推断,二氧化硫不能使品红褪色,而二氧化硫能使品红溶液褪色说明二氧化硫与水反应后的物质能使品红褪色,二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸能发生一级二级电离,分别产生亚硫酸氢根以及亚硫酸根;

②依据实验Ⅱ,HSO和SO都会水解生成亚硫酸,亚硫酸的电离平衡常数ka1=1.54×10-2,ka2=1.02×10-7说明SO的第一步水解程度较小,溶液中主要存在的是SO;

易错点

根据题目所给出的信息推测分析判断二氧化硫的漂泊原理,题目属于中等难度