Question

某校化學興趣小組的同學在探究金屬的化學性質時，發現銅與稀硫酸在常溫或加熱的條件下均不反應．那么，銅與濃硫酸能否發生反應呢？他們設計了如下圖所示裝置進行探究．

[猜想與假設]
①在常溫下能反應
②常溫下不能反應，但在加熱條件下能反應
③在加熱條件下不能反應
[查閱資料]
含有Cu²⁺的水溶液通常顯藍色
[實驗與事實]
操作①將一小塊銅片放入試管中，加入足量濃硫酸，無明顯現象；
操作②加熱該試管，銅片上有氣泡，產生了有刺激性氣味的氣體；
操作③停止加熱，將試管中的殘液慢慢倒入水中，溶液呈藍色．
[分析與思考]
（1）甲同學認為，由以上探究可知：猜想

 

（填序號）是正確的．
（2）乙同學認為，經檢驗產生的氣體是SO₂，所以銅跟濃硫酸在加熱條件下反應的產物只是SO₂和CuSO₄．
（3）丙同學認為，在實驗裝置中，“蘸有濃堿液棉花”的作用是

 

．
[反思與評價]
（4）操作③中，從安全角度考慮

 

（填“可以”或“不可以”）將水倒入殘液中，其理由是

 

．
（5）在[分析與思考]（2）中對產物只是SO₂和CuSO₄的判斷是否準確

 

（填“是”或“否”），其理由是

 

．
[拓展與應用]
稀硫酸
O2加熱
濃硫酸加熱
（6）根據以上探究和已掌握的知識，該興趣小組的同學設計了兩個用銅制取硫酸銅的實驗方案：
①Cu

濃硫酸

加熱

CuSO₄；               ②Cu

O2

加熱

CuO

濃硫酸

CuSO₄
經過對兩種方案的討論、對比，同學們認為方案②具有的優點有

 

（填序號），所以工業上制備硫酸銅不是直接利用濃硫酸與銅反應．
A、提高銅的利用率          B、提高硫酸的利用率
C、不產生污染大氣的SO₂D、不用濃硫酸，安全性好．

Answer 1

分析：從[實驗與事實]可以證明銅和濃硫酸能反應，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，應該用堿液吸收．
在[反思與評價]中，根據反應物的性質和組成來回答，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．
[拓展與應用]：考慮制取硫酸銅的方案的優缺點時，要從原料的利用率，環保，安全等方面考慮．

解答：解：[分析與思考]（1）根據實驗操作和現象，可以證明銅和濃硫酸在加熱的時候能反應，生成物中有二氧化硫和硫酸銅，（3）二氧化硫有毒，能和堿溶液反應，所以可以用濃堿液吸收．
[反思與評價]（4）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倒入水中．
（5）因為反應物中有氫，硫、氧、銅四種元素，根據反應前后元素的種類不變的原則，生成物中應該有氫元素．
[拓展與應用]比較這兩個方案，從經濟，環保，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，方案②比①要好的多．
答案：（1）②
（3）吸收SO₂
（4）不可以．殘液中含有濃硫酸，若將水倒入殘液中，濃硫酸溶于水放出大量的熱，會使溶液飛濺．
（5）否．反應物中有氫元素，但二氧化硫和硫酸銅中都不含氫元素．
（6）BCD

點評：銅和稀硫酸不反應，和濃硫酸在加熱的條件能發生反應，因為濃硫酸有強氧化性，但不屬于置換反應．