Question

為研究銅與濃硫酸的反應(yīng)，某化學(xué)興趣小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)Ⅰ：反應(yīng)產(chǎn)物的定性探究。

實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：（固定裝置已略去）

（1）A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（2）F燒杯中的溶液通常是 。

（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，能證明濃硫酸中硫元素的氧化性強(qiáng)于氫元素的現(xiàn)象是

。

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，證明A裝置試管中反應(yīng)所得產(chǎn)物是否含有銅離子的操作方法是 。

（5）為說(shuō)明濃硫酸中的水是否影響B(tài)裝置現(xiàn)象的判斷，還須進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方案為 。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ：反應(yīng)產(chǎn)物的定量探究

 

（6）在銅與濃硫酸反應(yīng)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有黑色物質(zhì)出現(xiàn)，經(jīng)查閱文獻(xiàn)獲得下列資料。

資料1：

硫酸/mol·L－1	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

資料2：X-射線晶體分析表明，銅與濃硫酸反應(yīng)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 __。

a．銅與濃硫酸反應(yīng)時(shí)所涉及的反應(yīng)可能不止一個(gè)

b．硫酸濃度選擇適當(dāng)，可避免最后產(chǎn)物中出現(xiàn)黑色物質(zhì)

c．該反應(yīng)發(fā)生的條件之一是硫酸濃度≥15 mol/L

d．硫酸濃度越大，黑色物質(zhì)越快出現(xiàn)、越難消失

（7）為測(cè)出硫酸銅的產(chǎn)率，將該反應(yīng)所得溶液中和后配制成250.00 mL溶液，取該溶液25.00 mL加入足量KI溶液振蕩，以淀粉溶液為指示劑，用b mol/L Na2S2O3溶液滴定生成的I2，3次實(shí)驗(yàn)平均消耗該Na2S2O3溶液V mL。若反應(yīng)消耗銅的質(zhì)量為a g，則硫酸銅的產(chǎn)率為 _。（已知：2Cu2＋＋4I－===2CuI＋I(xiàn)2，2S2O＋I(xiàn)2===S4O ＋2I－）

 

Answer 1

（1）

（2）氫氧化鈉溶液（或酸性高錳酸鉀溶液）

（3）D裝置中黑色固體顏色無(wú)變化，E中溶液褪色

（4）將A裝置中試管內(nèi)冷卻的混合物沿杯壁（或玻璃棒）緩緩倒入盛有水的燒杯中，并不斷攪拌，看溶液是否變藍(lán)

（5）使用上述裝置，不放入銅絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察無(wú)水硫酸銅是否變藍(lán)

（6）Abd

（7）64bV/a%

【解析】

試題分析：（1）具有強(qiáng)氧化性，因此濃硫酸可以與銅反應(yīng)生成硫酸銅，二氧化硫和水。

（2）裝置中會(huì)生成二氧化硫污染性氣體，不能排放到空氣中，需要用氫氧化鈉溶液吸收；

（3）證明濃硫酸中硫元素的氧化性強(qiáng)于氫元素，利用元素化合價(jià)變化生成的產(chǎn)物分析判斷，若生成氫氣，D裝置會(huì)黑色變化為紅色，若生成二氧化硫E裝置中品紅會(huì)褪色分析；

（4）驗(yàn)證生成的溶液中含有銅離子，需要把試管中的液體倒入水中溶解，觀察是否出現(xiàn)藍(lán)色溶液，將A裝置中冷卻的混合溶液沿?zé)�杯�?nèi)壁緩緩倒入盛水的燒杯中，并不斷攪拌，出現(xiàn)藍(lán)色溶液證明含有銅離子，

（5）利用裝置中銅不與濃硫酸接觸反應(yīng)，不放入銅絲反應(yīng)，觀察B裝置是否變藍(lán)，若不變藍(lán)證明濃硫酸中的水不影響實(shí)驗(yàn)，若無(wú)水硫酸銅出現(xiàn)變藍(lán)，說(shuō)明濃硫酸中的水會(huì)影響實(shí)驗(yàn)，

（6）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析可知，濃度不同時(shí)出現(xiàn)黑色物質(zhì)的時(shí)間隨濃度增大減小，濃度為18mol/L時(shí)生成的黑色物質(zhì)不能消失；

a．分析過(guò)程可知．發(fā)生的反應(yīng)過(guò)程中生成二氧化硫和硫酸銅的反應(yīng)過(guò)程中有奇談反應(yīng)發(fā)生生成黑色物質(zhì)，銅與濃硫酸反應(yīng)時(shí)所涉及的反應(yīng)可能不止一個(gè)，故A符合；

b．圖表數(shù)據(jù)分析可知硫酸濃度選擇適當(dāng)，可避免最后產(chǎn)物中出現(xiàn)黑色物質(zhì)，故B符合；

c．濃硫酸和銅的反應(yīng)濃度小于15mol/L也可能出現(xiàn)黑色物質(zhì)，出現(xiàn)的時(shí)間長(zhǎng)，該反應(yīng)發(fā)生的條件不一定是硫酸濃度≥15mol?L-1，故C不符合；

d．圖表數(shù)據(jù)中，18mol/L的濃硫酸，出現(xiàn)褐色物質(zhì)的時(shí)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符合；

（7）2Cu2++4I-=2CuI+I2，2S2O32-+I2=S4O62-+2I-，分析反應(yīng)可知，Cu2+～I(xiàn)2～22S2O32-，將該反應(yīng)所得溶液中和后配制成250.00mL溶液，取該溶液25.00mL加入足量KI溶液振蕩，以淀粉溶液為指示劑，用b mol?L-1Na2S2O3溶液滴定生成的I2，3次實(shí)驗(yàn)平均消耗該Na2S2O3溶液V mL．若反應(yīng)消耗銅的質(zhì)量為ag，則生成硫酸銅的產(chǎn)率可以計(jì)算銅元素的產(chǎn)率即用銅元素物質(zhì)的量計(jì)算產(chǎn)率，設(shè)25ml溶液中生成銅離子物質(zhì)的量為x；

250ml溶液中銅離子物質(zhì)的量=bV×10-2mol；硫酸銅的產(chǎn)率=

考點(diǎn)：考查了濃硫酸性質(zhì)的分析判斷，實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)方法，產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)象判斷