Question

化學活動小組的同學在探究金屬的化學性質(zhì)時，發(fā)現(xiàn)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？
（注：濃硫酸有強烈的腐蝕性，溶于水會放出大量的熱）
[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(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，溶液呈藍色．
【結論與解釋】
（1）由以上探究可知猜想

 

正確的（填序號）；
（2）經(jīng)檢驗產(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的產(chǎn)物只有SO₂和CuSO₄．
【反思與評價】
（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）探究結論中對產(chǎn)物只有SO₂和CuSO₄的判斷是否正確

 

，理由是

 

．
【拓展與應用】根據(jù)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：在加熱條件下將廢銅屑在空氣中氧化成CuO，再將CuO與稀硫酸反應制取CuSO₄．
請你從安全、節(jié)約、環(huán)保等方面進行評價，較好的方案是

 

，理由是

 

、

 

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

Answer 1

考點：實驗探究物質(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,金屬的化學性質(zhì),根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：科學探究

分析：根據(jù)提供的信息分析回答：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，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，稀釋時要將濃硫酸倒入水中；根據(jù)反應的方程式計算出銅的質(zhì)量，再依據(jù)質(zhì)量分數(shù)的定義計算銅的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：[結論與解釋]
（1）根據(jù)實驗現(xiàn)象可知，在加熱的條件下，銅與濃硫酸反應，所以猜想2成立；
[反思與評價]
（1）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；
（2）根據(jù)質(zhì)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；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，因此較好的方案是乙，；
【分析與計算】設生成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)量分數(shù)=

64g

100g

×100%=64%．
故答案：[結論與解釋]（1）2；
[反思與評價]
（1）不能
（2）不正確，反應物中有氫元素，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%．

點評：本題屬于實驗設計題，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，濃硫酸具有強氧化性，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，本考點主要出現(xiàn)在實驗題中．