Question

利用下圖進行濃硫酸與銅反應，并驗證二氧化硫的性質。
實驗操作如下：連接儀器和安放藥品，用酒精燈加熱1分鐘后撤去酒精燈，將銅絲伸入液面以下，一段時間后拉起銅絲。

請回答下列問題：
（1）將反應后的試管充分靜置，觀察到試管底部有白色固體出現，中間層是淺黃色液體（濃硫酸），上層是藍色溶液。白色固體的化學式為             ，上述現象中體現了濃硫酸的性質有              （填序號）
①酸性    ②強氧化性    ③吸水性  ④脫水性
（2）直玻璃管中依次觀察到的現象是：                                   ；
                                  ；                             。
（3）某次實驗中小燒杯中澄清石灰水始終未觀察到渾濁，你猜想可能的原因是                         ，請設計實驗證明它                                             。
（4）某學生發現，常溫下將銅片長時間放入濃硫酸的試管中并密封，最終生成黑色物質（Cu₂S）和藍色溶液，無氣體生成，寫出此條件下銅片與濃硫酸反應的化學方程式：                                          。

Answer 1

（1）CuSO₄（2分），①②③（2分）
（2）藍色石蕊試紙變為紅色（2分）；紅色濾紙變為白色（2分）；
紫紅色濾紙變為白色（2分）
（3）SO₂易溶于水，大量SO₂與Ca(OH)₂生成易溶于水的Ca(HSO₃)₂而不產生CaSO₃渾濁（2分）；取小燒杯中溶液少許于另一支試管中，加入足量NaOH溶液，若有白色沉淀生成，則證明猜想合理（3分）。
（4）5Cu+4H₂SO₄(濃)=Cu₂S+3CuSO₄+4H₂O（3分）

考查SO₂的制取及性質：銅與濃硫酸的反應為：Cu+2H₂SO₄(濃)=CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
（1）在上述反應中，濃硫酸部分被還原為SO₂，呈現氧化性，部分體現酸性，生成CuSO₄，試管低部的白色固體為硫酸銅固體，說明濃硫酸可將CuSO₄·5H₂O的水可吸收掉，體現了濃硫酸的吸水性
（2）SO₂為酸性氧化物，遇水生成中強酸：SO₂＋H₂O=H₂SO₃，可使藍色石蕊試紙變為紅色；SO₂具有漂白性，可漂白品紅試紙；SO₂具有還原性，可將KMnO₄紫色溶液還原為無色
（3）當堿過量時，生成白色渾濁：SO₂＋Ca(OH)₂=CaSO₃↓=H₂O，但當有大量SO₂與石灰水反應時，Ca(OH)₂＋2SO₂=Ca(HSO₃)₂，Ca(HSO₃)₂易溶于水，并無渾濁出現
酸式鹽Ca(HSO₃)₂可與堿反應生成不溶于水的CaSO₃：故可取小燒杯中溶液少許于另一支試管中，加入足量NaOH溶液，若有白色沉淀生成，則證明猜想合理
（4）根據化合價的升降守恒，可配平此反應：5Cu+4H₂SO₄(濃)=Cu₂S+3CuSO₄+4H₂O