Question

20．如圖是研究銅與濃硫酸的反應裝置：
（1）A試管中發(fā)生反應的化學方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）反應一段時間后，可觀察到B試管中的現(xiàn)象為溶液由紅色變成無色．
（3）C試管口浸有NaOH溶液的棉團作用是吸收Cl₂和SO₂，防止污染空氣．
（4）實驗結(jié)束后，證明A試管中反應所得產(chǎn)物是否含有銅離子的操作方法是向上拉銅絲，終止反應，冷卻后，將A中溶液慢慢倒入盛有少量水的燒杯（試管）里，觀察溶液顏色是否為藍色．
（5）在銅與濃硫酸反應的過程中，發(fā)現(xiàn)有黑色物質(zhì)出現(xiàn)，經(jīng)查閱文獻獲得下列資料．

資料1	硫酸濃度mo/L 黑色物質(zhì)出現(xiàn)的溫度/℃ 黑色物質(zhì)消失的溫度/℃ 15 約150 約236 16 約140 約250 18 約120 不消失 附表銅與濃硫酸反應產(chǎn)生黑色物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)
資料2	X射線晶體分析表明，銅與濃硫酸反應生成的黑色物質(zhì)為Cu2S、CuS、Cu7S4中的一種或幾種．

僅由上述資料可得出的正確結(jié)論是abd．
a．銅與濃硫酸反應時所涉及的反應可能不止一個
b．硫酸濃度選擇適當，可避免最后產(chǎn)物中出現(xiàn)黑色物質(zhì)
c．該反應發(fā)生的條件之一是硫酸濃度≥15mol•L
d．硫酸濃度越大，黑色物質(zhì)越快出現(xiàn)、越難消失．

Answer 1

分析 （1）A裝置中是銅和濃硫酸加熱方式反應生成硫酸銅、二氧化硫和水；
（2）生成的二氧化硫具有漂白性分析，二氧化硫的漂白作用是形成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)；
（3）飽和氯水和二氧化硫反應，C試管口的棉花是防止二氧化硫、氯氣揮發(fā)到空氣中污染空氣，試管C口部的棉團浸有NaOH，可與二氧化硫反應防止污染空氣；
（4）可通過抽動銅絲控制反應，證明A試管中反應所得產(chǎn)物是否含有銅離子的操作方法是利用銅離子在溶液中呈藍色；
（5）圖表數(shù)據(jù)分析銅和濃硫酸反應過程中會生成黑色物質(zhì)證明有副反應，濃度合適會避免黑色固體出現(xiàn)，濃度越大，溫度越高黑色越難消失．

解答 解：（1）A裝置中是銅和濃硫酸加熱方式反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應的化學方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）生成的二氧化硫具有漂白性，二氧化硫的漂白作用是形成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，品紅溶液由紅色變成無色；
故答案為：溶液由紅色變成無色；
（3）飽和氯水和二氧化硫反應，C試管口的棉花是防止二氧化硫、氯氣揮發(fā)到空氣中污染空氣，試管C口部的棉團浸有NaOH，可與二氧化硫反應防止污染空氣；
故答案為：吸收Cl₂和SO₂，防止污染空氣；
（4）可通過抽動銅絲控制反應，證明A試管中反應所得產(chǎn)物是否含有銅離子的操作方法是利用銅離子在溶液中呈藍色，向上拉銅絲，終止反應，冷卻后，將A中溶液慢慢倒入盛有少量水的燒杯（試管）里，觀察溶液顏色是否為藍色證明是否生成銅離子；
故答案為：向上拉銅絲，終止反應，冷卻后，將A中溶液慢慢倒入盛有少量水的燒杯（試管）里，觀察溶液顏色是否為藍色證明是否生成銅離子；
（5）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析可知，濃度不同時出現(xiàn)黑色物質(zhì)的時間隨濃度增大減小，濃度為18mol/L時生成的黑色物質(zhì)不能消失；
a．分析過程可知．發(fā)生的反應過程中生成二氧化硫和硫酸銅的反應過程中有奇談反應發(fā)生生成黑色物質(zhì)，銅與濃硫酸反應時所涉及的反應可能不止一個，故a正確；
b．圖表數(shù)據(jù)可知硫酸濃度選擇適當，小于15mol/L，可避免最后產(chǎn)物中出現(xiàn)黑色物質(zhì)，故b正確；
c．濃硫酸和銅的反應濃度小于15mol/L也可能出現(xiàn)黑色物質(zhì)，出現(xiàn)的時間長，該反應發(fā)生的條件不一定是硫酸濃度≥15mol•L^-1，故c錯誤；
d．圖表數(shù)據(jù)中，18mol/L的濃硫酸，出現(xiàn)褐色物質(zhì)的時間短，黑色物質(zhì)難以消失，所以硫酸濃度越大，黑色物質(zhì)越快出現(xiàn)、越難消失，故d正確；
故答案為：abd．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計，題目難度中等，涉及濃硫酸與銅反應、二氧化硫的漂白性、氧化性的實驗驗證、污染氣體的實驗處理、二氧化硫的還原性和酸性氧化物的性質(zhì)應用等知識，注意掌握濃硫酸的性質(zhì)、二氧化硫的性質(zhì)及檢驗方法，（2）為難點，充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用基礎(chǔ)知識的能力．