Question

13．某興趣小組在實驗室用銅和硫酸為原料多種方法制取硫酸銅．制備方法如下．
方法一：
（1）濃硫酸試劑瓶上適合貼上的標簽是D （填“序號”）．

（2）甲同學取6.4g銅片和10mL l8mol•L^-1濃硫酸，放在試管中共熱時發(fā)現(xiàn)，銅與熱的濃硫酸反應后得到藍色溶液和刺激性氣味的氣體，同時發(fā)現(xiàn)在試管底部有一些灰白色固體．
①銅跟濃硫酸反應的化學方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
②直到最后反應完畢，發(fā)現(xiàn)試管中還有銅片剩余．甲根據所學的化學知識，認為反應后溶液中還有硫酸剩余．他這樣認為的理由是加熱條件下，Cu和濃硫酸反應但和稀硫酸不反應．
請你設計一個簡單的實驗證明反應后溶液中硫酸的存在：取反應后溶液少許于試管中，加入紫色石蕊試液，如果溶液變紅色，說明含有氫離子，則含有稀硫酸
③甲同學為了驗證其中灰白色固體的主要成分．設計下列實驗：
實驗步驟：傾倒掉上層液體后，向所得灰白色的固體中加入適量蒸餾水，充分振蕩．
實驗現(xiàn)象：溶液變藍色；
實驗結論：所得白色固體的化學式為CuSO₄．
方法二：
（3）乙同學認為甲設計的實驗方案不好，他自己設計的思路是：先將銅粉在空氣中灼燒轉化成氧化銅，再將氧化銅溶解于稀硫酸．對比甲的方案，你認為乙同學方案的優(yōu)點是
①不產生污染環(huán)境的氣體，②硫酸用量少．
（4）丙同學在一個燒杯中加入銅粉，倒入稀硫酸，在加入雙氧水，發(fā)現(xiàn)溶液變藍色，請寫出所發(fā)生反應的離子方程式Cu+H₂O₂+H⁺=Cu²⁺+2H₂O．
（5）從硫酸銅稀溶液得到藍礬的實驗操作步驟是：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾．

Answer 1

分析 （1）濃硫酸具有強腐蝕性；
（2）①加熱條件下，Cu和濃硫酸反應生成硫酸銅、二氧化硫和水；
②加熱條件下，Cu和濃硫酸反應，但和稀硫酸不反應；
酸能使紫色石蕊試液變紅色；
③硫酸銅粉末為白色，而硫酸銅溶液為藍色；
（3）Cu和氧氣反應生成CuO，CuO和稀硫酸反應生成硫酸銅和水；
（4）酸性條件下，Cu和稀硫酸反應生成硫酸銅和水；
（5）將硫酸銅溶液中獲取膽礬需要的實驗操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾．

解答 解：（1）濃硫酸具有強腐蝕性，所以其標簽應該是D，故答案為：D；
（2）①加熱條件下，Cu和濃硫酸反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
②加熱條件下，Cu和濃硫酸反應，但和稀硫酸不反應，所以反應后的溶液中還含有硫酸；
酸能使紫色石蕊試液變紅色，硫酸根離子用鹽酸酸化的氯化鋇溶液檢驗，其檢驗方法為：取反應后溶液少許于試管中，加入紫色石蕊試液，如果溶液變紅色，說明含有氫離子，則含有稀硫酸；
故答案為：加熱條件下，Cu和濃硫酸反應但和稀硫酸不反應；取反應后溶液少許于試管中，加入紫色石蕊試液，如果溶液變紅色，說明含有氫離子，則含有稀硫酸；
③硫酸銅粉末為白色，而硫酸銅溶液為藍色，將白色固體溶于水后，溶液變藍色，說明白色固體為CuSO₄，
故答案為：CuSO₄；
（3）由2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O可知，不生成有毒氣體二氧化硫，且使用的硫酸量少，則其優(yōu)點為不產生污染環(huán)境的氣體、硫酸用量少，故答案為：不產生污染環(huán)境的氣體；硫酸用量少；
（4）酸性條件下，Cu和稀硫酸反應生成硫酸銅和水，離子方程式為Cu+H₂O₂+H⁺=Cu²⁺+2H₂O，
故答案為：Cu+H₂O₂+H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
（5）將硫酸銅溶液中獲取膽礬需要的實驗操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾，
故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結晶；過濾．

點評 本題以Cu和濃硫酸反應為載體考查物質制備及化學實驗方案評價，為高頻考點，側重考查學生實驗操作、實驗評價及分析判斷能力，明確化學反應原理及實驗評價方法是解本題關鍵，化學實驗要考慮環(huán)境保護、藥品用量、實驗操作的可行性等方面，題目難度不大．