Question

9．【發(fā)現(xiàn)問題】實驗小組的同學發(fā)現(xiàn)：加熱銅與濃硫酸的混合物，能生成一種無色有刺激性氣味的氣體和藍色溶液．
【查閱資料】①某些不活潑的金屬（如銅）能與一些強氧化性的酸（如濃硫酸）發(fā)生反應，生成水而不生成氫氣，同時生成二氧化硫和銅鹽．
②硫酸銅溶于水后，溶液呈酸性．
【知識回顧】銅、銀不能 （填“能”或“不能”）與稀硫酸、鹽酸反應產生氫氣．
【分析討論】（1）對于生成的藍色溶液，小東認為可能是Cu（NO ₃） ₂溶液，小南認為不可能是Cu（NO ₃） ₂溶液，而可能是硫酸銅溶液，小南的理由是化學反應前后元素的種類不變．
（2）寫出銅與濃硫酸共熱的化學方程式Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑．
（3）小東根據(jù)化學方程式說，該方法適用于以銅為原料大量制取硫酸銅，小田認為不適宜．你能說出小田的一個理由嗎？生成的二氧化硫能夠污染環(huán)境．
【提出問題】上述藍色溶液中有無硫酸剩余？
【實驗論證】請設計一個實驗來驗證溶液中有無硫酸剩余（寫出實驗步驟、現(xiàn)象和結論）實驗步驟：向溶液中加入足量的鐵粉；
實驗現(xiàn)象：產生氣泡，（或不產生氣泡）；
實驗結論：溶液中含有硫酸，（或溶液中不含有硫酸）．
【反思評價】（1）請再設計一個實驗來驗證溶液中有無硫酸剩余（寫出實驗步驟、現(xiàn)象和結論）實驗步驟：向溶液中加入足量碳酸鈉溶液；
實驗現(xiàn)象：產生氣泡，（或不產生氣泡）；
實驗結論：溶液中含有硫酸，（或溶液中不含有硫酸）．
（2）同學們發(fā)現(xiàn)：將足量的銅和濃硫酸置于容器中加熱，反應一段時間后，反應會逐漸變慢，最后反應停止，你能說出原因嗎？銅和濃硫酸置于容器中加熱會生成二氧化硫，隨著反應進行，硫酸溶液中溶質質量分數(shù)逐漸減小，而銅不與稀硫酸反應，所以反應最后停止．

Answer 1

分析 化學反應前后，元素的種類不變，原子的種類、總個數(shù)不變；
根據(jù)反應物、生成物、反應條件及其質量守恒定律可以書寫反應的化學方程式；
二氧化硫有毒，逸散到空氣中會污染環(huán)境；
鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣；
碳酸鈉和稀硫酸反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳．

解答 解：【知識回顧】
銅、銀的化學性質不活潑，不能與稀硫酸、鹽酸反應產生氫氣．
故填：不能．
【分析討論】
（1）因為化學反應前后元素的種類不變，反應物中不含有氮元素，因此不可能是Cu（NO ₃） ₂溶液，而可能是硫酸銅溶液．
故填：化學反應前后元素的種類不變．
（2）銅與濃硫酸共熱的化學方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑．
故填：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑．
（3）因為反應生成的二氧化硫是一種污染環(huán)境的物質，因此該方法不適用于以銅為原料大量制取硫酸銅．
故填：生成的二氧化硫能夠污染環(huán)境．

【實驗論證】
驗證溶液中有無硫酸剩余的實驗步驟、現(xiàn)象和結論為：實驗步驟：向溶液中加入足量的鐵粉；
實驗現(xiàn)象：產生氣泡，（或不產生氣泡）；
實驗結論：溶液中含有硫酸，（或溶液中不含有硫酸）．
故填：實驗步驟：向溶液中加入足量的鐵粉；
實驗現(xiàn)象：產生氣泡，（或不產生氣泡）；
實驗結論：溶液中含有硫酸，（或溶液中不含有硫酸）．
【反思評價】
（1）再設計一個實驗來驗證溶液中有無硫酸剩余的實驗步驟、現(xiàn)象和結論為：實驗步驟：向溶液中加入足量碳酸鈉溶液；
實驗現(xiàn)象：產生氣泡，（或不產生氣泡）；
實驗結論：溶液中含有硫酸，（或溶液中不含有硫酸）．
故填：實驗步驟：向溶液中加入足量碳酸鈉溶液；
實驗現(xiàn)象：產生氣泡，（或不產生氣泡）；
實驗結論：溶液中含有硫酸，（或溶液中不含有硫酸）．
（2）同學們發(fā)現(xiàn)：將足量的銅和濃硫酸置于容器中加熱，反應一段時間后，反應會逐漸變慢，最后反應停止，這是因為銅和濃硫酸置于容器中加熱會生成二氧化硫，隨著反應進行，硫酸溶液中溶質質量分數(shù)逐漸減小，而銅不與稀硫酸反應，所以反應最后停止．
故填：銅和濃硫酸置于容器中加熱會生成二氧化硫，隨著反應進行，硫酸溶液中溶質質量分數(shù)逐漸減小，而銅不與稀硫酸反應，所以反應最后停止．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．