Question

為研究銅與濃硫酸的反應，某化學興趣小組進行如下實驗。
實驗Ⅰ：反應產(chǎn)物的定性探究。
實驗裝置如圖所示：（固定裝置已略去）

（1）A中反應的化學方程式為                                            。
（2）F燒杯中的溶液通常是               。
（3）實驗過程中，能證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素的現(xiàn)象是            
                                                                   。
（4）實驗結束后，證明A裝置試管中反應所得產(chǎn)物是否含有銅離子的操作方法是                                                                                                                       。
（5）為說明濃硫酸中的水是否影響B(tài)裝置現(xiàn)象的判斷，還須進行一次實驗。實驗方案為                                                                                                                                。
實驗Ⅱ：反應產(chǎn)物的定量探究
（6）在銅與濃硫酸反應的過程中，發(fā)現(xiàn)有黑色物質出現(xiàn)，經(jīng)查閱文獻獲得下列資料。
資料1：

硫酸/mol·L－1	黑色物質出現(xiàn)的溫度/℃	黑色物質消失的溫度/℃
15	約150	約236
16	約140	約250
18	約120	不消失

資料2：X-射線晶體分析表明，銅與濃硫酸反應生成的黑色物質為Cu₂S、CuS、Cu₇S₄中的一種或幾種。僅由上述資料可得出的正確結論是       __。
a．銅與濃硫酸反應時所涉及的反應可能不止一個
b．硫酸濃度選擇適當，可避免最后產(chǎn)物中出現(xiàn)黑色物質
c．該反應發(fā)生的條件之一是硫酸濃度≥15 mol/L
d．硫酸濃度越大，黑色物質越快出現(xiàn)、越難消失
（7）為測出硫酸銅的產(chǎn)率，將該反應所得溶液中和后配制成250.00 mL溶液，取該溶液25.00 mL加入足量KI溶液振蕩，以淀粉溶液為指示劑，用b mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂，3次實驗平均消耗該Na₂S₂O₃溶液V mL。若反應消耗銅的質量為a g，則硫酸銅的產(chǎn)率為                      _。（已知：2Cu^2＋＋4I^－===2CuI＋I₂，2S₂O＋I₂===S₄O ＋2I^－）

Answer 1

（1）
（2）氫氧化鈉溶液（或酸性高錳酸鉀溶液）
（3）D裝置中黑色固體顏色無變化，E中溶液褪色
（4）將A裝置中試管內冷卻的混合物沿杯壁（或玻璃棒）緩緩倒入盛有水的燒杯中，并不斷攪拌，看溶液是否變藍
（5）使用上述裝置，不放入銅絲進行實驗，觀察無水硫酸銅是否變藍
（6）Abd
（7）64bV/a%

解析試題分析：（1）具有強氧化性，因此濃硫酸可以與銅反應生成硫酸銅，二氧化硫和水。
（2）裝置中會生成二氧化硫污染性氣體，不能排放到空氣中，需要用氫氧化鈉溶液吸收；
（3）證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素，利用元素化合價變化生成的產(chǎn)物分析判斷，若生成氫氣，D裝置會黑色變化為紅色，若生成二氧化硫E裝置中品紅會褪色分析；
（4）驗證生成的溶液中含有銅離子，需要把試管中的液體倒入水中溶解，觀察是否出現(xiàn)藍色溶液，將A裝置中冷卻的混合溶液沿燒杯內壁緩緩倒入盛水的燒杯中，并不斷攪拌，出現(xiàn)藍色溶液證明含有銅離子，
（5）利用裝置中銅不與濃硫酸接觸反應，不放入銅絲反應，觀察B裝置是否變藍，若不變藍證明濃硫酸中的水不影響實驗，若無水硫酸銅出現(xiàn)變藍，說明濃硫酸中的水會影響實驗，
（6）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析可知，濃度不同時出現(xiàn)黑色物質的時間隨濃度增大減小，濃度為18mol/L時生成的黑色物質不能消失；
a．分析過程可知．發(fā)生的反應過程中生成二氧化硫和硫酸銅的反應過程中有奇談反應發(fā)生生成黑色物質，銅與濃硫酸反應時所涉及的反應可能不止一個，故A符合；
b．圖表數(shù)據(jù)分析可知硫酸濃度選擇適當，可避免最后產(chǎn)物中出現(xiàn)黑色物質，故B符合；
c．濃硫酸和銅的反應濃度小于15mol/L也可能出現(xiàn)黑色物質，出現(xiàn)的時間長，該反應發(fā)生的條件不一定是硫酸濃度≥15mol?L^-1，故C不符合；
d．圖表數(shù)據(jù)中，18mol/L的濃硫酸，出現(xiàn)褐色物質的時間短，黑色物質難以消失，所以硫酸濃度越大，黑色物質越快出現(xiàn)、越難消失，故d符合；
（7）2Cu²⁺+4I^-=2CuI+I₂，2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-，分析反應可知，Cu²⁺～I₂～22S₂O₃^2-，將該反應所得溶液中和后配制成250.00mL溶液，取該溶液25.00mL加入足量KI溶液振蕩，以淀粉溶液為指示劑，用b mol?L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂，3次實驗平均消耗該Na₂S₂O₃溶液V mL．若反應消耗銅的質量為ag，則生成硫酸銅的產(chǎn)率可以計算銅元素的產(chǎn)率即用銅元素物質的量計算產(chǎn)率，設25ml溶液中生成銅離子物質的量為x；

250ml溶液中銅離子物質的量=bV×10^-2mol；硫酸銅的產(chǎn)率=
考點：考查了濃硫酸性質的分析判斷，實驗過程的設計方法，產(chǎn)物實驗驗證的設計方法和現(xiàn)象判斷