Question

【題目】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：反應產物的定性探究，按如圖裝置（固定裝置已略去）進行實驗

（1）A裝置的試管中發生反應的化學方程式是________________________________；F裝置的作用是______________________；B裝置中的現象是_________________________。

（2）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象是：D裝置中____________，E裝置中_________________________。

（3）實驗結束時，應先_________，再關閉K1 ， K2，然后撤去所有酒精燈。

（4）實驗結束后，證明A裝置試管中反應所得產物是否含有銅離子，需將溶液稀釋，操作方法是___________________________________________。

實驗Ⅱ：反應產物的定量探究

（5）在銅與濃硫酸反應的過程中，發現有黑色物質出現，且黑色物質為Cu2S。產生Cu2S的反應為a H2SO4+bCu cCu2S+dCuSO4+e H2O，則a：b=_________________。

（6）為測定硫酸銅的產率，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溶液中振蕩，生成的I2恰好與20.00mL 0.30molL﹣1的Na2S2O3溶液反應，若反應消耗銅的質量為9.6g，則硫酸銅的產率為_____________。（已知2Cu2++4I﹣=2CuI+I2， 2S2O32﹣+I2=S4O62﹣+2I﹣）（注：硫酸銅的產率指的是硫酸銅的實際產量與理論產量的比值）

Answer 1

【答案】Cu+2H2SO4（濃）= CuSO4+SO2↑+2H2O 吸收多余的SO2，防止其污染環境 白色粉末變藍色 黑色固體顏色無變化 品紅溶液褪色 拉起銅絲 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，觀察是否有藍色出現 4：5 40%

【解析】

加熱條件下，Cu和濃硫酸發生氧化還原反應生成CuSO4、SO2、H2O，SO2氣體混有H2O，H2O能使無水CuSO4變藍色，利用濃硫酸吸水性，干燥SO2，H2具有還原性，能夠還原CuO，SO2具有漂白性，能使品紅溶液褪色，SO2有毒，不能排放到空氣，需要用堿液吸收；

（1）銅和濃硫酸在加熱條件下發生反應：Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4＋SO2↑＋2H2O，SO2具有漂白性，能使品紅溶液褪色，不能吸收SO2，SO2有毒，必須尾氣處理，即NaOH溶液的作用是吸收多余的SO2，防止其污染環境；無水硫酸銅的作用是檢驗產物中是否含有水，根據銅和濃硫酸反應方程式中，產物中含有水，因此裝置B的現象是白色粉末變藍色；

（2）證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素，說明Cu和濃硫酸反應產生SO2，不產生H2，即裝置D中固體顏色無變化，SO2具有漂白性，能使品紅溶液褪色，即裝置E的現象是品紅溶液褪色；

（3）實驗結束時，應先拉起銅絲，讓反應停止，再關閉K1和K2，防止C和E中的溶液倒吸，炸裂玻璃管；

（4）驗證生成的溶液中含有Cu2＋，需要把試管的液體倒入水中溶解，觀察是否出現藍色的溶液，因為含有反應后的溶液中含有硫酸，因此操作是將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，觀察是否有藍色出現；

（5）根據反應方程式，Cu元素化合價由0價變為＋1價、＋2價，S元素的化合價由＋6價變為－2價，轉移電子數為6，根據得失電子數守恒以及原子守恒，得出5Cu＋4H2SO4Cu2S＋3CuSO4＋4H2O，即a：b=4：5；

（6）根據反應方程式得出：2Cu2＋～I2～2S2O32－，250mL溶液中n(Cu2＋)==0.06mol，反應消耗銅的物質的量為9.6g/64g·mol－1=0.15mol，則硫酸銅的產率為0.06mol/0.15mol×100%=40%。