Question

20．某學習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．那么，銅與濃硫酸能否發(fā)生反應呢？
【猜想與假設】猜想1：在常溫下不能反應，在加熱條件下也不能反應；
猜想2：在常溫下不能反應，在加熱條件下能反應．
【實驗與現(xiàn)象】步驟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；
步驟2：加熱該試管，銅片上有氣泡生成，并聞到刺激性氣味；
步驟3：檢驗產(chǎn)生的有刺激性氣味的氣體；
步驟4：立即停止加熱；
步驟5：將試管中的殘液慢慢倒入少量水中，溶液呈藍色．
【結(jié)論與解釋】Ⅰ：上述兩個猜想中，猜想2是正確的；
Ⅱ：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；
Ⅲ：小紅同學認為：銅與濃硫酸在加熱條件下反應后的產(chǎn)物只有SO₂和CuSO₄．
【反思與評價】
（1）小明覺得同學們的實驗操作過程存在一定的缺陷，他設計了如圖甲和乙所示的兩個改進裝置，你認為甲和乙兩裝置中，更合理的是乙裝置，理由是用氫氧化鈉吸收反應生成的二氧化硫，可防止污染空氣．

（2）小明認為小紅關于銅與濃硫酸在加熱條件下反應產(chǎn)物的判斷是不正確的，理由是不符合質(zhì)量守恒定律，反應前后元素種類不同．
【拓展與應用】根據(jù)以上探究和已掌握的知識，同學們設計了兩個利用廢銅屑、硫酸為原料制取硫酸銅的實驗方案．
方案1：在加熱條件下將廢銅屑在空氣中氧化成CuO，再將CuO與稀硫酸反應制取CuSO₄；
方案2：利用廢銅屑與濃硫酸在加熱的條件下反應制取CuSO₄．
（1）方案1中共發(fā)生了兩個化學反應，請你寫出其中一個反應的化學方程式2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO或CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O；
（2）請你從安全、節(jié)約、環(huán)保等方面對同學們設計的兩個實驗方案進行評價，較好的方案是方案1，理由是不使用濃硫酸，比較安全；反應后不生成有毒氣體，不污染環(huán)境；制取等質(zhì)量的硫酸銅，需要的硫酸量比方案2少，節(jié)約藥品（寫出1點）．

Answer 1

分析 【反思與評價】（1）根據(jù)二氧化硫污染空氣來分析；（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析；
【拓展與應用】根據(jù)銅和濃硫酸反應生成硫酸銅、二氧化硫和水．
根據(jù)甲方案廢銅屑跟濃硫酸在加熱條件下制取CuSO₄生成硫酸銅的同時，二氧化硫和水；乙方案氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅、水無污染分析．

解答 解：【反思與評價】（1）乙裝置中用氫氧化鈉吸收反應生成的二氧化硫，可防止污染空氣，更合理；
（2）有質(zhì)量守恒定律，反應前后元素種類不變，銅與濃硫酸在加熱條件下反應后的產(chǎn)物只有SO₂和CuSO₄還一定有一種和氫元素的物質(zhì)；
【拓展與應用】銅和氧氣反應生成氧化銅，氧化銅和硫酸反應生成硫酸銅和水，化學方程式分別為2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO、CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．
方案2廢銅屑跟濃硫酸在加熱條件下制取CuSO₄生成硫酸銅的同時，二氧化硫和水；方案1氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅、水無污染，制取等質(zhì)量的硫酸銅，需要的硫酸量比方案2少，節(jié)約藥品．
故答案為：【反思與評價】
（1）乙；用氫氧化鈉吸收反應生成的二氧化硫，可防止污染空氣；
（2）不符合質(zhì)量守恒定律，反應前后元素種類不同；
【拓展與應用】（1）2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO 或 CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
（2）方案1；不使用濃硫酸，比較安全；反應后不生成有毒氣體，不污染環(huán)境；制取等質(zhì)量的硫酸銅，需要的硫酸量比方案2少，節(jié)約藥品．

點評 初中化學中有毒物質(zhì)：氣體主要有三種：CO、SO₂、氮的氧化物（NO₂），還有重金屬及其鹽溶液、亞硝酸鈉，另外還有些有機物如甲醇、甲醛、黃曲霉等．