Question

化學(xué)活動(dòng)小組的同學(xué)在探究金屬的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)銅與稀硫酸在常溫或短時(shí)間加熱的條件下均不反應(yīng)．那么，銅與濃硫酸能否發(fā)生反應(yīng)呢？
（注：濃硫酸有強(qiáng)烈的腐蝕性，溶于水會(huì)放出大量的熱）
[猜想與假設(shè)]：猜想1：在常溫下能反應(yīng)；
猜想2：在常溫下不能反應(yīng)，但在加熱條件下能反應(yīng)；
猜想3：在加熱條件下也不能反應(yīng)．
【實(shí)驗(yàn)與事實(shí)】
操作1：將一小塊銅片放入試管中，加入足量的濃硫酸，無(wú)明顯現(xiàn)象；
操作2：加熱該試管，銅片上有氣泡生成，并聞到刺激性氣味；
操作3：檢驗(yàn)產(chǎn)生的有刺激性氣味氣體，發(fā)現(xiàn)該氣體能使高錳酸鉀溶液褪色；
操作4：立即停止加熱；
操作5：將試管中的殘液慢慢倒入少量水中，溶液呈藍(lán)色．
【結(jié)論與解釋】
（1）由以上探究可知猜想

 

正確的（填序號(hào)）；
（2）經(jīng)檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體是SO₂，立即停止加熱是為了避免產(chǎn)生更多的SO₂；
（3）銅跟濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)的產(chǎn)物只有SO₂和CuSO₄．
【反思與評(píng)價(jià)】
（1）操作5中，從安全角度考慮

 

將水倒入剩余的殘液里（填“能”或“不能”）．
（2）探究結(jié)論中對(duì)產(chǎn)物只有SO₂和CuSO₄的判斷是否正確

 

，理由是

 

．
【拓展與應(yīng)用】根據(jù)以上探究和已掌握的知識(shí)，同學(xué)們又設(shè)計(jì)了兩個(gè)利用廢銅屑、硫酸為原料制取硫酸銅的實(shí)驗(yàn)方案．
甲方案：利用廢銅屑和濃硫酸在加熱的條件下反應(yīng)制取CuSO₄；
乙方案：在加熱條件下將廢銅屑在空氣中氧化成CuO，再將CuO與稀硫酸反應(yīng)制取CuSO₄．
請(qǐng)你從安全、節(jié)約、環(huán)保等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，較好的方案是

 

，理由是

 

、

 

（只要答兩點(diǎn)）．
【分析與計(jì)算】現(xiàn)有含雜質(zhì)的廢銅屑100克，如果按乙方案制取硫酸銅，反應(yīng)后得到硫酸銅（CuSO₄）的質(zhì)量為160克，通過(guò)計(jì)算回答，原廢銅屑中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（雜質(zhì)不參加反應(yīng)，氧化銅和硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O）

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,濃硫酸的性質(zhì)及濃硫酸的稀釋,金屬的化學(xué)性質(zhì),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：科學(xué)探究

分析：根據(jù)提供的信息分析回答：濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，可以在加熱的條件下與銅反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，二氧化硫是有毒的氣體，濃硫酸溶于水要放出大量的熱且密度比水大，稀釋時(shí)要將濃硫酸倒入水中；根據(jù)反應(yīng)的方程式計(jì)算出銅的質(zhì)量，再依據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義計(jì)算銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：[結(jié)論與解釋]
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，在加熱的條件下，銅與濃硫酸反應(yīng)，所以猜想2成立；
[反思與評(píng)價(jià)]
（1）濃硫酸溶于水要放出大量的熱且密度比水大，稀釋時(shí)要將濃硫酸倒入水中，試管中的殘液含有濃硫酸，故不能將水倒入殘液中；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物為銅與濃硫酸，含銅、氫、硫、氧元素，反應(yīng)后也應(yīng)該含銅、氫、硫、氧元素，若只生成二氧化硫和硫酸銅，則元素不守恒；利用廢銅屑和濃硫酸在加熱的條件下反應(yīng)制取CuSO₄，濃硫酸具有極強(qiáng)的腐蝕性，不安全，有一部分硫元素轉(zhuǎn)化成二氧化硫，污染空氣，且造成原料的浪費(fèi)，因此較好的方案是乙，；
【分析與計(jì)算】設(shè)生成160gCuSO₄需要銅的質(zhì)量為x
2Cu+O₂

△   .

2CuO     CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
因此Cu～CuSO₄
   64   160
    x    160g

64

x

=

160

160g

  x=64g
原廢銅屑中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

64g

100g

×100%=64%．
故答案：[結(jié)論與解釋]（1）2；
[反思與評(píng)價(jià)]
（1）不能
（2）不正確，反應(yīng)物中有氫元素，而SO₂和CuSO₄中沒有氫元素，不符合質(zhì)量守恒定律；
乙，乙方案用稀硫酸，比較安全；沒有污染空氣的SO₂生成（或硫酸的利用率比甲高等）；
（3）64%．

點(diǎn)評(píng)：本題屬于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，排在氫后的金屬不與酸發(fā)生置換反應(yīng)，但是可以和強(qiáng)氧化性的酸反應(yīng)，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，完成本題，可以從題干給出的內(nèi)容，提取有用的信息，分析歸納從而得出合理的答案，本考點(diǎn)主要出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．