Question

11．某興趣小組在探究金屬與酸的反應時發(fā)現(xiàn)了意外情況：銅能與稀硫酸反應--將一小塊銅片放入試管中，加入適量稀硫酸，無現(xiàn)象；加熱該試管，較長時間后銅片上有氣泡，溶液逐漸變成了藍色．
【討論猜想】（1）小王提了兩點想法，但遭到同學們的反駁，請寫出同學們的反駁意見．
小王的想法一：銅片可能不純，含有的活動性強的金屬雜質與稀硫酸反應生成了H₂．同學們的反駁意見是如果含有活動性強的金屬，加熱前就應該冒氣泡．
小王的想法二：在金屬活動性順序中Cu排在H后面，所以Cu一定未參加反應．同學們的反駁意見是溶液變成藍色，說明銅參加了反應．
（2）小張也提出了兩點想法，得到了同學們的擁護．
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．
小張的想法二：生成的氣體可能是SO₂、O₂、H₂中的一種或幾種．你認為他猜想的依據(jù)是化學反應前后，元素的種類保持不變．
【探究實驗一】根據(jù)小張的想法，興趣小組的同學設計了下圖1、圖2所示裝置進行實驗來探究濃硫酸能否與Cu反應．結果實驗現(xiàn)象相同--加熱后銅片上有氣泡，溶液逐漸變成了藍色，石蕊試液變紅，說明濃硫酸能與Cu反應．

請回答：
（1）石蕊試液變紅說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）比較兩實驗裝置，圖2裝置的優(yōu)點是能控制反應的發(fā)生與停止、能防止倒吸．
【探究實驗二】興趣小組的同學為判斷生成的氣體中是否含有O₂ 和H₂，通過查閱資料得知：O₂+4KI+4HCl═2I₂+4KCl+2H₂O，I₂為碘單質．于是他們設計了如下的實驗裝置：

請回答：A中觀察到溶液褪色；B中觀察到無明顯現(xiàn)象，證明無O₂；C中觀察到無明顯現(xiàn)象，證明無H₂．
【實驗結論】上述探究說明，所謂銅能與稀硫酸反應實際上是加熱時水分蒸發(fā)、稀硫酸逐漸變成濃硫酸才與銅發(fā)生了反應．請根據(jù)以上信息寫出濃硫酸與Cu反應的化學反應方程式Cu+2H₂SO₄=CuSO₄+SO₂+2H₂O．

Answer 1

分析 【討論猜想】（1）根據(jù)實驗中所出現(xiàn)的現(xiàn)象，利用所掌握的基礎知進行分析，評價小王的想法；
（2）小張的想法二：根據(jù)對其猜想中元素與反應前元素的對比，推斷其猜想的理論依據(jù)；
【探究實驗一】（1）結合猜想中的氣體，對實驗中現(xiàn)象進行分析，對氣體組成做出判斷；
（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，對其作用進行推斷；
（3）對比兩者的主要差別分析對結果的影響
【探究實驗二】
A、根據(jù)二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色的性質，預計實驗現(xiàn)象，以說明氣體中含有二氧化硫；
B、根據(jù)所提供的資料，判斷若有氧氣時會出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象，不含氧氣時此現(xiàn)象不會出現(xiàn)；
C、根據(jù)氫氣還原氧化銅的實驗現(xiàn)象，推測不含氫氣時所出現(xiàn)的現(xiàn)象；
【實驗反思】根據(jù)探究的結論，銅可與濃硫酸發(fā)生反應，分析剩余溶液中硫酸的濃度變化，做出判斷．
【實驗結論】根據(jù)題目中信息，正確書寫濃硫酸與Cu反應的化學反應方程式．

解答 解：【討論猜想】（1）小王的想法一：實驗中觀察到放出稀硫酸的銅片無現(xiàn)象，說明銅片中不含活潑金屬；
小王的想法二：實驗中觀察到溶液呈藍色，說明有硫酸銅生成，因此銅一定參加了反應；
（2）小張的想法二：報猜想的氣體的組成元素都是反應前物質中所含有的元素，因此可推測其猜想依據(jù)為：化學變化前后元素不變；
【探究實驗一】（1）石蕊遇酸變紅，觀察到石蕊變紅，說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，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）比較兩實驗裝置，圖2裝置的優(yōu)點是 通過抽動銅絲實現(xiàn)，能控制反應的發(fā)生與停止
【探究實驗二】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)；
【實驗反思】銅能與濃硫酸反應而與稀硫酸不能反應，隨著反應的不斷進行，溶液中硫酸的濃度逐漸減小，因此，停止反應后溶液中還會含有少量硫酸；
【實驗結論】上述探究說明，所謂銅能與稀硫酸反應實際上是加熱時水分蒸發(fā)、稀硫酸逐漸變成濃硫酸才與銅發(fā)生了反應．根據(jù)以上信息，則可以寫出濃硫酸與Cu反應的化學反應方程式為Cu+2H₂SO₄=CuSO₄+SO₂+2H₂O．
故答案為：
【討論猜想】（1）如果含有活動性強的金屬，加熱前就應該冒氣泡；
溶液變成藍色，說明銅參加了反應；
（2）化學反應前后，元素的種類保持不變；
【探究實驗一】（1）二氧化硫； （2）吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣；
（3）能控制反應的發(fā)生與停止；
【探究實驗二】溶液褪色； 無明顯現(xiàn)象； 無明顯現(xiàn)象；
【實驗結論】Cu+2H₂SO₄=CuSO₄+SO₂+2H₂O．

點評 本題既涉及基礎知識的運用，又涉及從信息中獲取新知識并運用該知識分析問題，思維難度較大，處理時應注意知識的遷移與類比．