Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組設(shè)計如下實驗方案研究Cu與濃H2SO4的反應(yīng)（裝置中的固定儀器和酒精燈均未畫出）：

請回答下列問題：

（1）儀器A的名稱_________。Cu與濃H2SO4的反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。

（2）D、E中CCl4的作用是___________________。

（3）加熱過程中，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，A容器下有少量白色沉淀生成，你認(rèn)為該沉淀物是_________，分析可能的原因是________________________________________。

（4）實驗結(jié)束，打開A容器上的彈簧夾，通入一段時間空氣，目的是______________。

（5）以下提供了三種制取CuSO4溶液的方法，你認(rèn)為最合理的是____________（填序號），并且寫出該方法對應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________。

① 用銅與濃硫酸制備硫酸銅溶液。

② 將銅片在空氣中加熱，再溶解在稀硫酸中即可得到硫酸銅溶液。

③ 在硫酸和銅的混合容器中滴加 H2O2 溶液，過濾得硫酸銅溶液。

Answer 1

【答案】三頸燒瓶或三頸瓶 Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O 防止倒吸 CuSO4 濃硫酸中含水少，生成的硫酸銅較多，濃硫酸的吸水作用 將裝置中的殘留的SO2趕到E中，全部被氫氧化溶液吸收，防止空氣污染 ③ Cu+H2SO4+H2O2= CuSO4+2H2O

【解析】

本實驗利用如圖所示的裝置探究Cu與濃硫酸的反應(yīng)并驗證反應(yīng)產(chǎn)物，Cu和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫氣體，C裝置用于驗證產(chǎn)生的氣體是否為二氧化硫，E裝置用于吸收二氧化硫氣體，防止污染空氣，利用D、E所示的裝置，裝置中將導(dǎo)氣管插入到四氯化碳中，二氧化硫不溶于四氯化碳，可以防止倒吸，據(jù)此分析。

(1)根據(jù)圖示，儀器A的名稱為三頸燒瓶；濃硫酸和Cu共熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫、水，化學(xué)方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O，故答案為：三頸燒瓶；Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O；

(2)二氧化硫和強(qiáng)堿的反應(yīng)使容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，二氧化硫不溶于四氯化碳，可以采用四氯化碳來達(dá)到防止倒吸的目的，故答案為：防止倒吸；

(3)銅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，加熱的情況下，由于A容器中出現(xiàn)大量白色煙霧，導(dǎo)致溶劑減少，且濃硫酸具有吸水性，所以會析出白色固體硫酸銅，故答案為：CuSO4；濃硫酸中含水少，生成的硫酸銅較多，濃硫酸的吸水作用；

(4)實驗結(jié)束，打開A容器上的彈簧夾，通入一段時間空氣，目的是將裝置中的殘留的SO2趕到E中，全部被氫氧化溶液吸收，防止空氣污染，故答案為：將裝置中的殘留的SO2趕到E中，全部被氫氧化溶液吸收，防止空氣污染；

(5)方法①用銅直接和濃硫酸反應(yīng)，反應(yīng)過程中生成二氧化硫氣體，污染空氣；方法②先將銅片在空氣中加熱生成氧化銅，再將氧化銅溶解在稀硫酸中，加熱過程只能將銅片表面的Cu氧化為氧化銅，并不能將內(nèi)部全部氧化，當(dāng)表面上的氧化銅被硫酸反應(yīng)完全后，內(nèi)部的銅不能和稀硫酸反應(yīng)；方法③在硫酸和銅的混合溶液中加入雙氧水，雙氧水這時起到氧化Cu的作用，這樣生成物中就沒有污染性氣體出現(xiàn)，反應(yīng)產(chǎn)物為硫酸銅和水，綜上利用方法③制備硫酸銅最為合理，其反應(yīng)方程式為Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O，故答案為：③；Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O。