化學活動小組的同學在探究金屬的化學性質時,發(fā)現銅與稀硫酸在常溫或短時間加熱的條件下均不反應.那么,銅與濃硫酸能否發(fā)生反應呢?
【猜想與假設】
猜想1:在常溫下能反應;
猜想2:在常溫下不能反應,但在加熱條件下能反應;
猜想3:在加熱條件下也不能反應.
【實驗與事實】
操作1:將一小塊銅片放入試管中,加入足量的濃硫酸,無明顯現象;
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:檢驗產生的有刺激性氣味的氣體(檢驗方法及現象略);
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,溶液呈藍色
【結論與解釋】
(1)由以上探究可知猜想 正確的.(填序號)
(2)經檢驗產生的氣體是SO2,立即停止加熱是為了避免產生更多的SO2;
(3)銅跟濃硫酸在加熱條件下反應的產物是SO2和CuSO4.
【反思與評價】
(4)操作5中,從安全角度考慮(填“能”或“不能”) 將水倒入剩余的殘液里.
(5)探究結論中對產物是SO2和CuSO4的判斷是否正確 ,理由 .
【拓展與應用】根據以上探究和已掌握的知識,同學們又設計了兩個利用廢銅屑、硫酸為原料制取硫酸銅的實驗方案.
甲方案:利用廢銅屑和濃硫酸在加熱的條件下反應制取CuSO4
乙方案:a、在加熱條件下將廢銅屑在空氣中氧化成CuO,b、再將CuO與稀硫酸反應制取CuSO4.
(6)從安全、節(jié)約、環(huán)保等方面進行評價,較好的方案是乙,理由是:,b的化學方程式為 .
【答案】分析:濃硫酸具有強氧化性,可以在加熱的條件下與銅反應生成硫酸銅、二氧化硫和水,濃硫酸溶于水要放出大量的熱且密度比水大,稀釋時要將濃硫酸倒入水中.
解答:解:(1)根據實驗現象可知,在加熱的條件下,銅與濃硫酸反應,所以本題答案為:②;
(4)濃硫酸溶于水要放出大量的熱且密度比水大,稀釋時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,所以本題答案為:不能;
(5)根據質量守恒定律,化學反應前后元素的種類不變,反應物為銅與濃硫酸,含銅、氫、硫、氧元素,反應后也應該含銅、氫、硫、氧元素,若只生成二氧化硫和硫酸銅,則元素不守恒,所以本題答案為:不正確,反應前后元素種類不同(或生成物中不含氫元素);
(6)利用廢銅屑和濃硫酸在加熱的條件下反應制取CuSO4,濃硫酸具有極強的腐蝕性,不安全,有一部分硫元素轉化成二氧化硫,污染空氣,且造成原料的浪費,CuO與稀硫酸反應生成硫酸銅和水,所以本題答案為:不使用濃硫酸,安全(或節(jié)約硫酸,不污染環(huán)境),CuO+H2SO4=CuSO4+H2O.
點評:排在氫后的金屬不與酸發(fā)生置換反應,但是可以和強氧化性的酸反應,完成本題,可以從題干給出的內容,提取有用的信息,分析歸納從而得出合理的答案.