Question

某研究小組利用題9圖裝置探究銅與濃硫酸反應的產物。

實驗步驟與現象如下：
①檢查裝置氣密性，向A中加入5 mL濃硫酸，打開K，將銅絲伸入濃硫酸中，給A處加熱，觀察到B中品紅溶液褪色，再關閉K。
②實驗觀察到A中液面下銅絲變黑，產生氣泡，液面上方產生大量白霧，一段時間后溶液中有白色固體出現，拉出銅絲，停止加熱。回答下列問題：
（1）溶液中白色固體是       (填化學式)，C中CCl₄的作用是             。
（2）取出銅絲，用蒸餾水洗凈后伸入到稀硫酸中，銅絲變亮、溶液變藍。寫出A中可能發生反應的化學方程式：                    、                    。
（3）分離出C中的上層液體，滴加過量稀鹽酸和BaCl₂溶液，有白色沉淀產生。
①分離的操作名稱為：             ：
②白色沉淀為：             ；
③產生白色沉淀的原因可能是                  。

Answer 1

（1）CuSO₄；防倒吸；
（2）Cu+H₂SO₄(濃)CuO+SO₂↑+H₂O；Cu+2H₂SO₄(濃)CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（3）①分液；② BaSO₄；③裝置中的O₂參與了反應

解析試題分析：（1）濃硫酸在加熱時發生反應Cu+2H₂SO₄(濃)CuSO₄+SO₂↑+2H₂O。由于在濃硫酸中水很少，所以得到是無水硫酸銅CuSO₄，顏色為白色。SO₂有漂白性，能使某些有色物質如品紅變為無色，因此裝置B的品紅溶液變為無色。SO₂是酸性氧化物，能與NaOH發生反應：SO₂＋2NaOH=Na₂SO₃＋H₂O。導致導氣管內的氣體壓強減小。而引起倒吸現象的發生，但是SO₂在CCl₄中不容易溶解。因此可以防止倒吸現象的發生。（2）A中可能發生反應的化學方程式為Cu+H₂SO₄(濃)CuO+SO₂↑+H₂O；Cu+ 2H₂SO₄(濃)CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；（3）分離出C中的上層液體，滴加過量稀鹽酸和BaCl₂溶液，有白色沉淀產生。①分離的操作名稱為：分液；②Na₂SO₃＋BaCl₂=BaSO₃↓+2NaCl；2BaSO₃ +O₂=2BaSO₄. BaSO₄既不溶于水也不溶于酸。因此白色沉淀為BaSO₄。③BaSO₃有還原性，O₂有氧化性，在溶液中發生氧化還原反應產生白色既不溶于水也不溶于酸沉淀BaSO₄。
考點：考查銅與濃硫酸反應的原理及產物的成分的測定的知識。