Question

【題目】某實驗小組同學為了探究銅與濃硫酸的反應，進行了一系列實驗。在反應過程中會發(fā)生一些副反應，生成不溶于水和酸的CuS、Cu2S。

（1）處于安全和綠色化學考慮，在制取硫酸銅時，可選用下列的物質是____。

a．Cu b．CuO c．CuS d．CuSO4·Cu(OH)2H2O

（2）裝置a的作用是___。反應過程中，因為濃硫酸的吸水作用，燒瓶中出現(xiàn)白色固體物質，如何簡便檢驗反應后圓底燒瓶里有Cu2+存在？___。在實際反應中，由于條件控制不好，容易產(chǎn)生CuS和Cu2S固體：2CuSCu2S+S。

（3）已知樣品質量為ag，得到Cu2S是bg，則樣品中CuS質量分數(shù)是___。如果Cu2S高溫下轉化為Cu，則實驗測得的值會___（填“偏大”、“偏小”或“不變”）

（4）根據(jù)以上信息，說明銅與濃硫酸反應需要控制哪些條件？___

Answer 1

【答案】bd 防倒吸 將反應后的溶液沿燒杯壁緩緩倒入水中，若溶液變藍，則有Cu2+存在 2(a-b)/a 偏大 溫度不宜過高，時間不宜過長

【解析】

（1）a.銅和濃硫酸加熱時反應才會制取硫酸銅，同時生成二氧化硫大氣污染物，酸雨氣體，故不選a；

b.氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅和水，無污染物產(chǎn)生，b正確；

c. CuS 不溶于酸，要想制備硫酸銅，要先和氧氣作用生成氧化銅和二氧化硫，2CuS + 3O2 →2CuO + 2SO2，氧化銅再和稀硫酸作用生成硫酸銅，該過程中產(chǎn)生二氧化硫大氣污染物，故不選c；

d.CuSO4·Cu(OH)2H2O只需要和稀硫酸反應即可制取硫酸銅，無污染物產(chǎn)生，d正確；

綜上分析正確答案選bd；

（2）二氧化硫被氫氧化鈉溶液吸收，有壓強差，使溶液產(chǎn)生倒吸，球形管有比較大的空間，防止形成過大的負壓，可以防止倒吸；由于濃硫酸有吸水性，所不容易觀察溶液顏色，需要將溶液稀釋后檢驗銅離子是否存在，濃硫酸的稀釋應注意酸入水，將原溶液注入水中進行稀釋，如果溶液顯藍色則證明銅離子存在。

（3）設樣品中CuS xg，Cu2S為yg，列方程組，質量守恒：x+y=a，銅原子守恒：(X/96+2y/160)/2=b/160，兩個方程聯(lián)立可解得x=6a-6b，所以樣品中CuS的質量分數(shù)為：6a-6b/a。Cu2S在高溫下會轉化為Cu，則測的加熱后固體的質量b偏小，根據(jù)方程式得出CuS的質量分數(shù)偏大。

（4）根據(jù)題意可以得出控制溫度不能過高，加熱時間不易太長。