Question

15．化學活動小組的同學在探究金屬的化學性質(zhì)時，發(fā)現(xiàn)銅與稀硫酸在常溫或短時間加熱的條件下均不反應(yīng)．那么，銅與濃硫酸能否發(fā)生反應(yīng)呢？
[猜想與假設(shè)]
猜想1：在常溫下能反應(yīng)；
猜想2：在常溫下不能反應(yīng)，但在加熱條件下能反應(yīng)；
猜想3：在加熱條件下也不能反應(yīng)．
[實驗與事實]
操作1：將一小塊銅片放入試管中，加入足量的濃硫酸，無明顯現(xiàn)象；
操作2：加熱該試管，銅片上有氣泡生成，并聞到刺激性氣味；
操作3：檢驗產(chǎn)生的有刺激性氣味的氣體（檢驗方法及現(xiàn)象略）；
操作4：立即停止加熱；
操作5：將少量水慢慢倒入試管中的殘液中，發(fā)現(xiàn)有少量液滴飛濺，溶液呈藍色．
[結(jié)論與解釋]
（1）由以上探究可知猜想②正確的．（填序號）
（2）經(jīng)檢驗產(chǎn)生的氣體是SO₂，立即停止加熱是為了避免產(chǎn)生更多的SO₂；
（3）銅跟濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)的產(chǎn)物是SO₂和CuSO₄．
[反思與評價]
（1）從安全角度考慮，對操作5作出評價從安全角度考慮不能將水倒入剩余的液體里，理由是如果濃硫酸有剩余，溶于水放熱，比較危險；
（2）請你對“結(jié)論與解釋”（3）合理性作出評價不正確；反應(yīng)物中有氫元素，但二氧化硫和硫酸銅中都不含氫元素．
[拓展與應(yīng)用]根據(jù)以上探究和已掌握的知識，同學們又設(shè)計了兩個利用廢銅屑、硫酸為原料制取硫酸銅的實驗方案．
甲方案：利用廢銅屑和濃硫酸在加熱的條件下反應(yīng)制取CuSO₄
乙方案：在加熱條件下將廢銅屑在空氣中氧化成CuO，再將CuO與稀硫酸反應(yīng)制取CuSO₄．
請你從安全、環(huán)保等方面對較差的方案作出評價：甲的方案比較差；利用廢銅屑和濃硫酸在加熱的條件下反應(yīng)制取CuSO₄，濃硫酸具有極強的腐蝕性，使用不安全，有一部分硫元素轉(zhuǎn)化成二氧化硫，污染空氣，且造成原料的浪費．

Answer 1

分析 結(jié)論與解釋：從實驗的過程可以證明銅和濃硫酸能反應(yīng)，生成物中有二氧化硫和硫酸銅，其中的二氧化硫是有毒氣體，不能直接排放到空氣中，應(yīng)該用堿液吸收．
反思與評價：濃硫酸溶于水要放出大量的熱，所以濃硫酸不能倒入水中，濃硫酸中含有氫元素，生成物中也要有氫元素；
拓展與運用：考慮制取硫酸銅的方案的優(yōu)缺點時，要從原料的利用率，環(huán)保，安全等方面考慮．

解答 解：[結(jié)論與解釋]（1）根據(jù)實驗操作和現(xiàn)象，可以證明銅和濃硫酸在加熱的時候能反應(yīng)，生成物中有二氧化硫和硫酸銅，所以猜想②正確；
[反思與評價]：
（3）操作5中，從安全角度考慮不能將水倒入剩余的液體里，理由是如果濃硫酸有剩余，溶于水放熱，比較危險；
濃硫酸溶于水會放出大量的熱，造成液滴飛濺，所以不能把含濃硫酸的物質(zhì)倒入水中．
（4）因為反應(yīng)物中有氫，硫、氧、銅四種元素，根據(jù)反應(yīng)前后元素的種類不變的原則，生成物中應(yīng)該有氫元素，所以生成物質(zhì)中除二氧化硫和硫酸銅外還有含有氫元素的物質(zhì)存在．
[拓展與運用]
（5）比較這兩個方案，從經(jīng)濟，環(huán)保，安全的角度考慮，濃硫酸使用時要注意安全，二氧化硫有毒等，通過綜合考慮，利用廢銅屑和濃硫酸在加熱的條件下反應(yīng)制取CuSO₄，濃硫酸具有極強的腐蝕性，使用不安全，有一部分硫元素轉(zhuǎn)化成二氧化硫，污染空氣，且造成原料的浪費，CuO與稀硫酸反應(yīng)直接生成硫酸銅和水，所以方案乙比甲要好的多；
故答案為：
（1）②；
（3）從安全角度考慮不能將水倒入剩余的液體里，理由是如果濃硫酸有剩余，溶于水放熱，比較危險；
（4）不正確；反應(yīng)物中有氫元素，但二氧化硫和硫酸銅中都不含氫元素；
（5）甲的方案比較差，利用廢銅屑和濃硫酸在加熱的條件下反應(yīng)制取CuSO₄，濃硫酸具有極強的腐蝕性，使用不安全，有一部分硫元素轉(zhuǎn)化成二氧化硫，污染空氣，且造成原料的浪費；

點評 本題屬于實驗設(shè)計題，排在氫后的金屬不與酸發(fā)生置換反應(yīng)，但是可以和強氧化性的酸反應(yīng)，濃硫酸具有強氧化性，完成本題，可以從題干給出的內(nèi)容，提取有用的信息，分析歸納從而得出合理的答案，本考點主要出現(xiàn)在實驗題中．