Question

某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室用銅和硫酸為原料，采用多種方法制取硫酸銅，制備方法如下：

方法一

 ⑴甲同學(xué)取6.4 g銅片和10 mL 18 mol·L^－1濃硫酸，放在試管中共熱時(shí)發(fā)現(xiàn)，銅與熱的濃硫酸反應(yīng)后并沒有得到預(yù)期的藍(lán)色溶液，而是在試管底部看到白色沉淀。甲同學(xué)為了驗(yàn)證其中白色沉淀的主要成分，設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)步驟：傾倒掉上層液體后，向所得白色的固體中加入適量蒸餾水，邊加邊攪拌。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：白色物質(zhì)溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：所得白色固體的化學(xué)式為                   。

（2）乙同學(xué)與甲同學(xué)做相同的實(shí)驗(yàn)，還觀察到加熱過程中，試管內(nèi)壁上部析出少量淡黃色固體物質(zhì)，持續(xù)加熱，淡黃色固體物質(zhì)又慢慢地溶于濃硫酸而消失，同時(shí)產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體，淡黃色固體消失的原因是(用化學(xué)反應(yīng)方程式回答)                                                    。直到最后反應(yīng)完畢，發(fā)現(xiàn)試管中還有銅片剩余。

方法二

 （3）丙同學(xué)認(rèn)為甲設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案不好，他自己設(shè)計(jì)的思路是：2Cu＋O₂2CuO，CuO＋H₂SO₄＝CuSO₄＋H₂O。

對比甲的方案，你認(rèn)為丙同學(xué)的優(yōu)點(diǎn)是①_________________________，②_                      。

方法三

⑷丁同學(xué)取一銅片和稀硫酸放在試管中，再向其中滴入雙氧水，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸呈藍(lán)色，寫出反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式                     。

 

Answer 1

【答案】

(9分)[（1）CuSO₄       (1分)  （2）S＋2H₂SO₄(濃) 3SO₂↑＋2H₂O      (2分)

（3）①產(chǎn)生等量的硫酸銅，消耗的硫酸更少   (2分)；②不產(chǎn)生污染物SO₂       (2分)

⑷H₂SO₄＋Cu＋H₂O₂＝CuSO₄＋2H₂O           (2分)

【解析】

試題分析：（1）白色的固體中加入適量蒸餾水，白色固體溶解，且觀察到溶液為藍(lán)色，這說明所得白色固體為CuSO₄。

（2）試管內(nèi)壁上部析出少量淡黃色固體物質(zhì)，由存在的元素可知淡黃色固體物質(zhì)為S，S具有還原性，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，S與濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，方程式為S＋2H₂SO₄(濃) 3SO₂↑＋2H₂O，從而使淡黃色物質(zhì)消失。

（3）由反應(yīng)方程式2Cu＋O₂2CuO，CuO＋H₂SO₄＝CuSO₄＋H₂O可知，不生成有毒氣體二氧化硫，因此其優(yōu)點(diǎn)為不產(chǎn)生有毒氣體污染環(huán)境，且硫元素全部轉(zhuǎn)化為硫酸銅，因此產(chǎn)生等量的硫酸銅，消耗的硫酸更少。

（4）雙氧水具有強(qiáng)氧化性，能氧化單質(zhì)銅，因此銅片和稀硫酸放在試管中，再向其中滴入雙氧水，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸呈藍(lán)色，這是由于發(fā)生了氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致的，該反應(yīng)化學(xué)方程式為H₂SO₄＋Cu＋H₂O₂＝CuSO₄＋2H₂O。

考點(diǎn)：考查濃硫酸的性質(zhì)；銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià)等