Question

11．某興趣小組在探究金屬與酸的反應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn)了意外情況：銅能與稀硫酸反應(yīng)--將一小塊銅片放入試管中，加入適量稀硫酸，無(wú)現(xiàn)象；加熱該試管，較長(zhǎng)時(shí)間后銅片上有氣泡，溶液逐漸變成了藍(lán)色．
【討論猜想】（1）小王提了兩點(diǎn)想法，但遭到同學(xué)們的反駁，請(qǐng)寫出同學(xué)們的反駁意見．
小王的想法一：銅片可能不純，含有的活動(dòng)性強(qiáng)的金屬雜質(zhì)與稀硫酸反應(yīng)生成了H₂．同學(xué)們的反駁意見是如果含有活動(dòng)性強(qiáng)的金屬，加熱前就應(yīng)該冒氣泡．
小王的想法二：在金屬活動(dòng)性順序中Cu排在H后面，所以Cu一定未參加反應(yīng)．同學(xué)們的反駁意見是溶液變成藍(lán)色，說(shuō)明銅參加了反應(yīng)．
（2）小張也提出了兩點(diǎn)想法，得到了同學(xué)們的擁護(hù)．
小張的想法一：加熱后稀硫酸濃縮成濃硫酸，而濃硫酸具有稀硫酸所不具有的吸水性和脫水性等特性，也許能與Cu反應(yīng)．
小張的想法二：生成的氣體可能是SO₂、O₂、H₂中的一種或幾種．你認(rèn)為他猜想的依據(jù)是化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類保持不變．
【探究實(shí)驗(yàn)一】根據(jù)小張的想法，興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了下圖1、圖2所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)探究濃硫酸能否與Cu反應(yīng)．結(jié)果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同--加熱后銅片上有氣泡，溶液逐漸變成了藍(lán)色，石蕊試液變紅，說(shuō)明濃硫酸能與Cu反應(yīng)．

請(qǐng)回答：
（1）石蕊試液變紅說(shuō)明生成的氣體中有二氧化硫；
（2）在圖1裝置中，“蘸有濃堿液的棉花”的作用是吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣．
（3）比較兩實(shí)驗(yàn)裝置，圖2裝置的優(yōu)點(diǎn)是能控制反應(yīng)的發(fā)生與停止、能防止倒吸．
【探究實(shí)驗(yàn)二】興趣小組的同學(xué)為判斷生成的氣體中是否含有O₂ 和H₂，通過(guò)查閱資料得知：O₂+4KI+4HCl═2I₂+4KCl+2H₂O，I₂為碘單質(zhì)．于是他們?cè)O(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)裝置：

請(qǐng)回答：A中觀察到溶液褪色；B中觀察到無(wú)明顯現(xiàn)象，證明無(wú)O₂；C中觀察到無(wú)明顯現(xiàn)象，證明無(wú)H₂．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】上述探究說(shuō)明，所謂銅能與稀硫酸反應(yīng)實(shí)際上是加熱時(shí)水分蒸發(fā)、稀硫酸逐漸變成濃硫酸才與銅發(fā)生了反應(yīng)．請(qǐng)根據(jù)以上信息寫出濃硫酸與Cu反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式Cu+2H₂SO₄=CuSO₄+SO₂+2H₂O．

Answer 1

分析 【討論猜想】（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中所出現(xiàn)的現(xiàn)象，利用所掌握的基礎(chǔ)知進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)小王的想法；
（2）小張的想法二：根據(jù)對(duì)其猜想中元素與反應(yīng)前元素的對(duì)比，推斷其猜想的理論依據(jù)；
【探究實(shí)驗(yàn)一】（1）結(jié)合猜想中的氣體，對(duì)實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)象進(jìn)行分析，對(duì)氣體組成做出判斷；
（2）觀察裝置中蘸有濃堿液的棉花的放置位置，利用堿液的性質(zhì)，對(duì)其作用進(jìn)行推斷；
（3）對(duì)比兩者的主要差別分析對(duì)結(jié)果的影響
【探究實(shí)驗(yàn)二】
A、根據(jù)二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色的性質(zhì)，預(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以說(shuō)明氣體中含有二氧化硫；
B、根據(jù)所提供的資料，判斷若有氧氣時(shí)會(huì)出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不含氧氣時(shí)此現(xiàn)象不會(huì)出現(xiàn)；
C、根據(jù)氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推測(cè)不含氫氣時(shí)所出現(xiàn)的現(xiàn)象；
【實(shí)驗(yàn)反思】根據(jù)探究的結(jié)論，銅可與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)，分析剩余溶液中硫酸的濃度變化，做出判斷．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)題目中信息，正確書寫濃硫酸與Cu反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式．

解答 解：【討論猜想】（1）小王的想法一：實(shí)驗(yàn)中觀察到放出稀硫酸的銅片無(wú)現(xiàn)象，說(shuō)明銅片中不含活潑金屬；
小王的想法二：實(shí)驗(yàn)中觀察到溶液呈藍(lán)色，說(shuō)明有硫酸銅生成，因此銅一定參加了反應(yīng)；
（2）小張的想法二：報(bào)猜想的氣體的組成元素都是反應(yīng)前物質(zhì)中所含有的元素，因此可推測(cè)其猜想依據(jù)為：化學(xué)變化前后元素不變；
【探究實(shí)驗(yàn)一】（1）石蕊遇酸變紅，觀察到石蕊變紅，說(shuō)明氣體遇水可形成酸性溶液，因此，判斷氣體中含有二氧化硫；
（2）利用二氧化硫能與堿溶液發(fā)生反應(yīng)，放置于管口蘸有濃堿液的棉花吸收二氧化硫，防止造成空氣污染；
（3）比較兩實(shí)驗(yàn)裝置，圖2裝置的優(yōu)點(diǎn)是 通過(guò)抽動(dòng)銅絲實(shí)現(xiàn)，能控制反應(yīng)的發(fā)生與停止
【探究實(shí)驗(yàn)二】A、二氧化硫能使紫紅色高錳酸鉀溶液褪色，因此可觀察到紫紅色溶液逐漸褪色成無(wú)色；
B、不含有氧氣，混合溶液就不能產(chǎn)生碘，因此淀粉溶液也就不會(huì)出現(xiàn)顏色變化；
C、不含氫氣，灼熱的氧化銅不能被還原，觀察不到紅色出現(xiàn)；
【實(shí)驗(yàn)反思】銅能與濃硫酸反應(yīng)而與稀硫酸不能反應(yīng)，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，溶液中硫酸的濃度逐漸減小，因此，停止反應(yīng)后溶液中還會(huì)含有少量硫酸；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】上述探究說(shuō)明，所謂銅能與稀硫酸反應(yīng)實(shí)際上是加熱時(shí)水分蒸發(fā)、稀硫酸逐漸變成濃硫酸才與銅發(fā)生了反應(yīng)．根據(jù)以上信息，則可以寫出濃硫酸與Cu反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為Cu+2H₂SO₄=CuSO₄+SO₂+2H₂O．
故答案為：
【討論猜想】（1）如果含有活動(dòng)性強(qiáng)的金屬，加熱前就應(yīng)該冒氣泡；
溶液變成藍(lán)色，說(shuō)明銅參加了反應(yīng)；
（2）化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類保持不變；
【探究實(shí)驗(yàn)一】（1）二氧化硫； （2）吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣；
（3）能控制反應(yīng)的發(fā)生與停止；
【探究實(shí)驗(yàn)二】溶液褪色； 無(wú)明顯現(xiàn)象； 無(wú)明顯現(xiàn)象；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】Cu+2H₂SO₄=CuSO₄+SO₂+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題既涉及基礎(chǔ)知識(shí)的運(yùn)用，又涉及從信息中獲取新知識(shí)并運(yùn)用該知識(shí)分析問(wèn)題，思維難度較大，處理時(shí)應(yīng)注意知識(shí)的遷移與類比．