Question

硫酸是基礎化學工業(yè)的重要的產品．它是許多化工生產的原料，大量用于制化肥，如磷肥、氮肥等．某化學興趣小組圍繞濃硫酸及其鹽的性質進行如下探究，請你回答：
（1）將適量的蔗糖放入一燒杯中，再加入濃硫酸，觀察到蔗糖變黑，體積膨脹，并產生刺激性氣味的氣體．該實驗表明濃硫酸具有

 

．（填序號）
A．強酸性     B．強氧化性     C．脫水性    D．吸水性
（2）取一小粒金屬鈉，小心放入盛有硫酸銅稀溶液的燒杯中，用漏斗倒扣在燒杯上，觀察到金屬鈉在液面上四處游動，有大量氣泡生成，收集產生的氣體并點燃，火焰呈淡藍色，該氣體是

 

（填化學式）．溶液中立即有藍色沉淀生成，寫出生成藍色沉淀的離子方程式

 

．
（3）“綠色化學”要求綜合考慮經濟、技術、環(huán)保等方面來設計化學反應路線．若以銅為原料制取硫酸銅，通過以下兩種方法均可以制得硫酸銅：
方法1：銅屑在空氣中灼燒后，在加熱條件下與稀硫酸反應．
方法2：銅與濃硫酸在加熱條件下反應．請寫出制取過程中發(fā)生反應的化學方程式．
方法1：

 

．   方法2：

 

．
從原料利用率、環(huán)境保護等角度對比，應該選用哪種方法

 

．
（4）明礬KAl（SO₄）₂?12H₂O是一種很好的凈水劑，請用簡要的文字描述其原理

 

．

Answer 1

考點：濃硫酸的性質實驗,堿金屬及其化合物的性質實驗

專題：氧族元素,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）濃硫酸具有強氧化性、脫水性、吸水性、酸性等性質，依據反應現象分析；
（2）鈉在硫酸銅溶液中先和水反應生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉和硫酸銅反應生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，據此分析；
（3）方法1、銅屑在空氣中灼燒后生成氧化銅，氧化銅在加熱條件下與稀硫酸反應生成硫酸銅和水；
方法2、銅和濃硫酸反應生成硫酸銅、二氧化硫和水；
相同質量的硫酸生成硫酸銅方法1多，且無污染性氣體，方法2反應過程中有二氧化硫污染性的氣體生成；
（4）明礬溶解于水中，溶液中鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體具有吸附懸浮在水中的雜質的作用；

解答： 解：（1）蔗糖逐漸變黑表現了濃硫酸的脫水性，放出有刺激性氣味的氣體說明濃硫酸具有強氧化性；
故答案為：BC．
（2）鈉在硫酸銅溶液中先和水反應生成氫氧化鈉和氫氣，2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，氫氧化鈉和硫酸銅反應生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，2NaOH+CuSO₄=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄，生成的氣體為氫氣，生成的藍色沉淀為氫氧化銅沉淀，反應的離子方程式為：Cu²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓；
故答案為：H₂，Cu²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓；
（3）方法1、銅屑在空氣中灼燒后生成氧化銅，氧化銅在加熱條件下與稀硫酸反應生成硫酸銅和水，反應的化學方程式為：2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O；
方法2、銅和濃硫酸反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應的化學方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
相同質量的硫酸生成硫酸銅方法1多，且無污染性氣體，方法2反應過程中有二氧化硫污染性的氣體生成，消耗同質量硫酸生成的硫酸銅少；
故答案為：2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O，Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；方法1；
（4）明礬溶解于水中，溶液中鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體具有吸附懸浮在水中的雜質的作用，明礬溶于水后溶液中的鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體，膠體具有吸附懸浮雜質的作用，起到凈水的作用；
故答案為：明礬溶于水后溶液中的鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體，膠體具有吸附懸浮雜質的作用，起到凈水的作用；

點評：本題考查了濃硫酸性質的分析判斷，物質制備方法的設計方法，反應特征的分析應用，鹽類水解的應用，題目難度中等．