Question

8．常溫下，銅與稀硫酸幾乎不反應(yīng)，但在一定溫度下，銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、水和一種氣體．小明很好奇，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)探究銅絲與濃硫酸反應(yīng)后的產(chǎn)物．
【提出問題】生成的氣體是什么？
【查閱資料】SO₂能使品紅溶液褪色；硫酸銅固體為白色，硫酸銅溶液為藍(lán)色．
【猜想與假設(shè)】猜想一：氫氣；猜想二：二氧化硫．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】如圖所示

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1	向試管中加入5mL濃硫酸，將銅絲伸入濃硫酸中，給試管加熱．	有白色固體出現(xiàn)，產(chǎn)生氣泡
2	用燃著的木條引燃產(chǎn)生的氣體	未聽見爆鳴聲	猜想一不成立． （填“成立”或“不成立”）
3			猜想二成立

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑，該氣體可以用氫氧化鈉溶液來(lái)吸收以防止大氣污染．
【反思與評(píng)價(jià)】
（1）銅絲可以上下抽動(dòng)的作用是便于控制反應(yīng)的發(fā)生和停止．
（2）試管中出現(xiàn)白色固體的原因是有無(wú)水硫酸銅固體析出．
某研究小組利用如圖裝置探究銅與濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物．
實(shí)驗(yàn)步驟與現(xiàn)象如下：
①檢查裝置氣密性，向A中加入5mL濃硫酸，打開K，將銅絲伸入濃硫酸中，給A處加熱，觀察到B中品紅溶液褪色，再關(guān)閉K．
②實(shí)驗(yàn)觀察到A中液面下銅絲變黑，產(chǎn)生氣泡，液面上方產(chǎn)生大量白霧，一段時(shí)間后溶液中有白色固體出現(xiàn)，拉出銅絲，停止加熱．回答下列問題：
（1）溶液中白色固體是無(wú)水CuSO₄ （填化學(xué)式），C中CCl₄的作用是防止倒吸．
（2）取出銅絲，用蒸餾水洗凈后伸入到稀硫酸中，銅絲變亮、溶液變藍(lán)．寫出A中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑、Cu+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O+SO₂↑．
（3）分離出C中的上層液體，滴加過量稀鹽酸和BaCl₂溶液，有白色沉淀產(chǎn)生．
①分離的操作名稱為：分液：
②白色沉淀為：硫酸鋇；
③產(chǎn)生白色沉淀的原因可能是裝置中的氧氣參加了反應(yīng)．

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變進(jìn)行分析；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】根據(jù)氫氣具有可燃性，點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆鳴聲進(jìn)行分析；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)濃硫酸和銅在加熱的條件下生成硫酸銅、水和二氧化硫，氫氧化鈉會(huì)與二氧化硫反應(yīng)進(jìn)行分析；
【反思與評(píng)價(jià)】（1）根據(jù)通過銅絲的上下抽動(dòng)，可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)銅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，在加熱的條件下，導(dǎo)致容器內(nèi)的溶劑減少，且濃硫酸具有吸水性，所以會(huì)析出白色固體硫酸銅進(jìn)行分析；
（1）根據(jù)銅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，在加熱的條件下，導(dǎo)致容器內(nèi)的溶劑減少，且濃硫酸具有吸水性，所以會(huì)析出白色固體硫酸銅，二氧化硫難溶于四氯化碳，可以防止倒吸進(jìn)行分析；
（2）先根據(jù)濃硫酸和銅在加熱的條件下生成硫酸銅、水和二氧化硫，然后根據(jù)取出銅絲，用蒸餾水清洗后，伸入到稀硫酸中，銅絲發(fā)亮、溶液變藍(lán)，說(shuō)明銅與濃硫酸反應(yīng)也生成了氧化銅，然后依據(jù)方程式的書寫規(guī)則進(jìn)行書寫；
（3）①根據(jù)兩種互不相溶的液體采用分液的方法分離進(jìn)行分析；
②根據(jù)氯化鋇和亞硫酸鈉反應(yīng)生成亞硫酸鋇，亞硫酸鋇和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇、水和二氧化硫，滴入過量的稀鹽酸和氯化鋇，有白色沉淀生成，說(shuō)明沉淀是硫酸鋇沉淀進(jìn)行分析；
③根據(jù)亞硫酸鋇能被氧氣氧化成硫酸鋇沉淀進(jìn)行分析．

解答 解：【猜想與假設(shè)】依據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變，所以猜想二是二氧化硫；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】氫氣具有可燃性，點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆鳴聲，所以

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1	向試管中加入5mL濃硫酸，將銅絲伸入濃硫酸中，給試管加熱．	有白色固體出現(xiàn)，產(chǎn)生氣泡
2	用燃著的木條引燃產(chǎn)生的氣體	未聽見爆鳴聲	猜想一 不成立
3			猜想二成立

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】濃硫酸和銅在加熱的條件下生成硫酸銅、水和二氧化硫，化學(xué)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑，氫氧化鈉會(huì)與二氧化硫反應(yīng)，所以該氣體能用氫氧化鈉溶液來(lái)吸收以防止大氣污染；
【反思與評(píng)價(jià)】（1）通過銅絲的上下抽動(dòng)，可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止；
（2）銅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，在加熱的條件下，導(dǎo)致容器內(nèi)的溶劑減少，且濃硫酸具有吸水性，所以會(huì)析出白色固體硫酸銅；
（1）銅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，在加熱的條件下，導(dǎo)致容器內(nèi)的溶劑減少，且濃硫酸具有吸水性，所以會(huì)析出白色固體硫酸銅，二氧化硫難溶于四氯化碳，可以防止倒吸；
（2）濃硫酸和銅在加熱的條件下生成硫酸銅、水和二氧化硫，銅和濃硫酸在加熱的條件下生成氧化銅、水和二氧化硫，化學(xué)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑、Cu+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O+SO₂↑；
（3）①兩種互不相溶的液體采用分液的方法分離，所以分離出C中的上層液體，采用分液的方法分離；
②氯化鋇和亞硫酸鈉反應(yīng)生成亞硫酸鋇，亞硫酸鋇和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇、水和二氧化硫，滴入過量的稀鹽酸和氯化鋇，有白色沉淀生成，說(shuō)明沉淀是硫酸鋇沉淀；
③亞硫酸鋇能被氧氣氧化成硫酸鋇沉淀，硫酸鋇與鹽酸不反應(yīng)．
故答案為：【猜想與假設(shè)】二氧化硫；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】氫氣具有可燃性，點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆鳴聲，所以

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1	向試管中加入5mL濃硫酸，將銅絲伸入濃硫酸中，給試管加熱．	有白色固體出現(xiàn)，產(chǎn)生氣泡
2	用燃著的木條引燃產(chǎn)生的氣體	未聽見爆鳴聲	猜想一不成立
3			猜想二成立

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑，氫氧化鈉溶液；
【反思與評(píng)價(jià)】（1）便于控制反應(yīng)的發(fā)生和停止；
（2）有無(wú)水硫酸銅固體析出；
（1）無(wú)水CuSO₄，防止倒吸；
（2）Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑、Cu+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O+SO₂↑；
（3）①分液；
②硫酸鋇；
③裝置中的氧氣參加了反應(yīng)．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了濃硫酸與銅的反應(yīng)，題目難度較大，注意掌握濃硫酸的化學(xué)性質(zhì)，能正確的確定反應(yīng)物是解題的關(guān)鍵．