Question

（16分）幾位同學設(shè)計實驗觀察銅與濃硫酸的反應(yīng)，檢驗生成的氣體的性質(zhì)。甲設(shè)計了如圖所示的裝置，在大試管里加入2mL濃硫酸，用帶導管和一個小孔的膠管塞緊，從孔中插入一根銅絲，加熱，把產(chǎn)生的氣體依次通入品紅溶液和石蕊溶液中。
請回答下列問題：

（1）寫出銅與濃硫酸反應(yīng)的化學方程式：                                     。
（2）試管b中的現(xiàn)象是                                                   ，
通過試管a、b的現(xiàn)象得出的結(jié)論是                                          。
（3）乙同學認為甲同學的設(shè)計不能全面體現(xiàn)SO₂的性質(zhì)，他打算增加試管進行其它實驗。以下為增加的試管中盛放的試劑：A. 澄清石灰水  B. KMnO₄（aq） C. 氫硫酸
請你幫助乙同學作出選擇，在橫線上先寫出字母，再用文字簡單說明實驗的目的。
                                                                          
                                                                          
（4）丙同學評價甲同學的實驗裝置既有優(yōu)點也有不足，優(yōu)點是                      
                           ，不足之處改進的具體措施是                     。
（5）若把上述裝置中大試管的濃硫酸換成稀硝酸，試管a和b作如下改變（其中a裝滿水，b空置），則在大試管中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為                             ，
試管a的作用是                                          。

Answer 1

（1）Cu + 2H₂SO₄（濃）CuSO₄ + SO₂↑+ 2H₂O （2分）
（2）紫色溶液變紅色（1分），SO₂是一種酸性氣體，具有漂白性（能漂白品紅）（2分）
（3）B，驗證SO₂的還原性；C，驗證SO₂的氧化性。(各1分)
（4）使用可抽動的銅絲能隨時控制反應(yīng)的開始和結(jié)束，節(jié)約藥品用量，減少污染氣體的產(chǎn)生（2分）；    把尾氣通入NaOH溶液中（1分）。
（5）3Cu²⁺ + 8H⁺ + 2NO₃^－ = 3Cu²⁺ + 2NO↑+ 4H₂O （2分）；
除去NO₂，排水法收集純凈的NO（2分）。

（1）濃硫酸具有強氧化性，在加熱的條件下能氧化銅生成硫酸銅。
（2）濃硫酸的還原產(chǎn)物是SO₂，SO₂溶于水顯酸性，所以紫色溶液變紅色。SO₂能使品紅溶液褪色，具有漂白性。
（3）SO₂中S的化合價是＋4價，處于中間價態(tài)，既有氧化性，又有還原性。因此可以通過酸性高錳酸鉀溶液來驗證其還原性。通過硫化氫來驗證其氧化性。
（4）根據(jù)裝置的特點可判斷，通過使用可抽動的銅絲能隨時控制反應(yīng)的開始和結(jié)束，節(jié)約藥品用量，減少污染氣體的產(chǎn)生。但由于SO₂屬于大氣污染為，反應(yīng)結(jié)束后需要進行尾氣處理，可將尾氣通入氫氧化鈉溶液中。
（5）硝酸具有強氧化性，也能把銅氧化生成硝酸銅，而硝酸被還原生成NO₂或NO氣體。NO不溶于水，NO₂溶于水生成NO，所以可利用排水法收集純凈的NO。