Question

【題目】【2017白山二模】為研究銅與濃硫酸的反應(yīng)，某化學興趣小組進行如下實驗．

實驗I：反應(yīng)產(chǎn)物的定性探究，按如圖裝置(固定裝置已略去)進行實驗：

(1)F裝置的燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 ；B裝置中的現(xiàn)象是 ；

(2)實驗過程中，能證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素的現(xiàn)象是 ；

(3)實驗結(jié)束時，撤去所有酒精燈之前必須完成的實驗操作是 ；

(4)實驗結(jié)束后，證明A裝置試管中反應(yīng)所得產(chǎn)物是否含有銅離子的操作方法是__________________________________；

實驗Ⅱ：反應(yīng)產(chǎn)物的定量探究

(5)在銅與濃硫酸反應(yīng)的過程中，發(fā)現(xiàn)有黑色物質(zhì)出現(xiàn)，且黑色物質(zhì)為Cu2S．產(chǎn)生Cu2S的反應(yīng)為aCu+bH2SO4cCu2S+dCuSO4+e H2O，則a：b= ；

(6)為測定硫酸銅的產(chǎn)率，將該反應(yīng)所得溶液中和后配制成250.00mL溶液，取該溶液25.00mL加入足量KI溶液中振蕩，以淀粉溶液為指示劑，用O．36molL﹣1的Na2S2O3溶液滴定生成的I2，3次實驗平均消耗該Na2S2O3溶液25.00mL．若反應(yīng)消耗銅的質(zhì)量為6.4g，則硫酸銅的產(chǎn)率為 。

(已知2Cu2++4I﹣=2CuI+I2，2S2O32﹣+I2=S4O62﹣+2I﹣)

Answer 1

【答案】(1)SO2+2OH﹣=SO32﹣+H2O 白色粉末變藍色 (2) D裝置中黑色固體顏色無變化，E裝置中溶液褪色 (3)拉起銅絲，關(guān)閉K1，K2 (4)將A裝置中冷卻的混合溶液沿燒杯內(nèi)壁緩緩倒入盛水的燒杯中，并不斷攪拌，觀察是否有藍色出現(xiàn) (5)5:4 (6)90%

【解析】加熱條件下，Cu和濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，水具有揮發(fā)性，溫度越高揮發(fā)性越強，所以生成的二氧化硫中含有水蒸氣，水蒸氣能使無水硫酸銅變藍色；濃硫酸具有吸水性，能干燥二氧化硫氣體；氫氣具有還原性，能將黑色的氧化銅粉末還原為紅色Cu；二氧化硫具有漂白性，能使品紅溶液褪色；二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物且有毒，不能直接排空，可以用堿性溶液吸收；

(1)二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物，和NaOH反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，離子反應(yīng)方程式為 SO2+2OH﹣=SO32﹣+H2O；水具有揮發(fā)性，升高溫度促進其揮發(fā)，所以生成的氣體中含有水蒸氣，水蒸氣能使無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{色，所以B裝置中的現(xiàn)象是：白色粉末變藍色；

(2)證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素，利用元素化合價變化生成的產(chǎn)物分析判斷，若生成氫氣，D裝置會黑色變化為紅色，若生成二氧化硫E裝置中品紅會褪色，所以證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素的實驗現(xiàn)象是，D裝置中氧化銅黑色不變化，說明無氫氣生成，E裝置中品紅試液褪色說明生成了二氧化硫氣體；

(3)實驗結(jié)束時，拉起銅絲，撤去所有酒精燈之前必須完成的實驗操作是關(guān)閉K1，K2，防止CE中的溶液倒吸，炸裂玻璃管；

(4)驗證生成的溶液中含有銅離子，需要把試管中的液體倒入水中溶解，觀察是否出現(xiàn)藍色溶液，將A裝置中冷卻的混合溶液沿燒杯內(nèi)壁緩緩倒入盛水的燒杯中，并不斷攪拌，出現(xiàn)藍色溶液證明含有銅離子；

(5)aCu+bH2SO4cCu2S+dCuSO4+e H2O中Cu元素化合價由0價變?yōu)?1價、+2價、S元素化合價由+6價變?yōu)椹?價，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒及原子守恒配平方程式為5Cu+4H2SO4Cu2S+3CuSO4+4H2O，所以a︰b=5︰4；

(6)根據(jù)2Cu2++4I﹣=2CuI+I2、2S2O32﹣+I2=S4O62﹣+2I﹣得2Cu2+～I2～2S2O32﹣，

設(shè)制得的溶液中硫酸銅的物質(zhì)的量濃度為xmol/L，

2Cu2+～I2～2S2O32﹣，

2mol 2mol

0.025xmol (0.36×0.025)mol

2molL：2mol=0.025xmol：(0.36×0.025)mol

x==0.36，

則250mL溶液中n(Cu2+)=0.36mol/L×0.25L=0.09mol，參加反應(yīng)的n(Cu)==0.1mol，

則硫酸銅的產(chǎn)率==90%。