Question

硫酸是一种重要的化学试剂．某实验小组的同学利用浓硫酸进行如下实验．请按要求回答下列问题．

Answer 1

解题思路：I．（1）浓硫酸和铜在加热的条件下生成硫酸铜、二氧化硫和水，二氧化硫易溶于水，密度比空气的大，采用向上排空气法收集；

（2）二氧化硫溶于水的同时与水反应生成亚硫酸，石蕊溶液遇酸变红色；

（3）二氧化硫与过量氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水；

Ⅱ．（1）根据稀释定律计算；

（2）根据化合价的升降确定氧化剂和还原剂根据离子方程式确定二者的比值；

（3）于反应14H⁺+Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O中生成的铁离子在步骤③中与澄清石灰水中反应生成了氢氧化铁沉淀；

（4）根据废水中Cr的质量求出Cr₂O₇^2-的物质的量，根据Cr₂O₇^2-～6Fe²⁺～6FeSO₄•7H₂O，求出FeSO₄•7H₂O的物质的量，最后求质量即可．

I．（1）浓硫酸和铜在加热的条件下生成硫酸铜、二氧化硫和水，化学方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△

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CuSO₄+2H₂O+SO₂↑，二氧化硫易溶于水，密度比空气的大，采用向上排空气法收集，因此选择装置C，

故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△

.

CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；C；

（2）二氧化硫溶于水的同时与水反应生成亚硫酸，石蕊溶液遇酸变红色，因此可观察到的现象是：试管内液面上升，溶液变为红色，

故答案为：试管内液面上升，溶液变为红色；

（3）二氧化硫与过量氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O，

故答案为：2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O；

Ⅱ．（1）根据稀释定律可知：100ml×1.8mol/L=V_浓×18mol/L，求得V_浓=10ml，

故答案为：10；

（2）Cr₂O₇^2-→2Cr³⁺，Cr化合价由+6→+3，化合价降低，因此Cr₂O₇^2-作氧化剂，Fe²⁺→Fe³⁺，Fe化合价由+2→+3，化合价升高，因此Fe²⁺作还原剂，根据离子方程式可知氧化剂和还原剂物质的量之比为1：6，

故答案为：1：6；

（3）于反应14H⁺+Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O中生成的铁离子在步骤③中与澄清石灰水中反应生成了氢氧化铁沉淀，步骤④分离出的沉淀物中含有Cr（OH）₃、CaSO₄和Fe（OH）₃，

故答案为：Fe（OH）₃；

（4）1L该废水样液中含有Cr的质量=78mg/L×1L=0.078g，物质的量=[0.078g/52g/mol]=0.0015mol，则Cr₂O₇^2-的物质的量=

1

2×0.0015mol=0.00075mol，根据Cr₂O₇^2-～6Fe²⁺～6FeSO₄•7H₂O可知FeSO₄•7H₂O的物质的量=6×0.00075mol=0.0045mol，FeSO₄•7H₂O的质量=0.0045mol×278g/mol=1.251g，

故答案为：1.251．

点评：

本题考点： 浓硫酸的性质实验；二氧化硫的化学性质．

考点点评： 本题考查浓硫酸与铜反应的实验，涉及是实验原理、气体收集、尾气处理和亚铁离子的还原性，其中计算和氧化还原反应分析是难点．