Question

某实验小组的同学在加热铜与浓硫酸的混合物实验时，发现生成了一种无色有刺激性气味的气体和蓝色溶液，进行如下探究活动．
【查阅资料】①铜能与一些强氧化性的酸（如浓硫酸、硝酸等）发生反应，生成水、气体和铜盐．②硫酸铜溶液呈酸性．③二氧化硫与高锰酸钾溶液反应并使其褪色．
【探究一】铜与浓硫酸反应生成的气体是什么？
【猜想分析】小兰认为生成的气体可能是氢气或氧气．小芳马上予以否定，她的理由是

 

．经过仔细分析，她们认为该气体可能是二氧化硫．
【实验论证】她们将生成的气体通入稀的高锰酸钾溶液，看到

 

现象，从而证实了
生成的气体是二氧化硫．
【探究二】铜与浓硫酸反应得到的蓝色溶液是什么？
【分析讨论】①对于生成的蓝色溶液，小强认为可能是Cu（NO₃）₂溶液，小楠认为不可能是Cu（NO₃）₂溶液，而可能是硫酸铜溶液，小楠的理由是

 

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②根据分析写出铜与浓硫酸共热的化学方程式

 

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③小吉根据化学方程式说，该方法适用于以铜为原料大量制取硫酸铜，小田认为不适宜，你能说出小田的一个理由吗

 

．小田还设计了一个以铜和稀硫酸为原料制取硫酸铜的更好方案，该方案是

 

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【探究三】上述反应后的蓝色溶液中有硫酸剩余吗？
【实验讨论】①小伟认为可向蓝色溶液中滴加硝酸钡溶液，观察有无沉淀产生，经大家讨论后，该方案被否定，你觉得否定该方案的理由是

 

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②小亮同学提问：可以用石蕊试液来进行检验吗？你的答案和理由是

 

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【意外发现】实验小组的同学将足量的铜和足量的浓硫酸置于容器中加热一段时间后，发现反应会逐渐变慢，最后反应竟然停止，你能帮他们说出反应停止的原因吗？

 

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Answer 1

考点：实验探究物质的性质或变化规律,常见气体的检验与除杂方法,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：根据氢气和氧气均是无色无味的气体进行解答；并据所给资料可知：二氧化硫与高锰酸钾溶液反应并使其褪色，据此分析解答；根据化学反应前后元素的种类不变解答；根据铜与浓硫酸反应原理书写方程式；根据二氧化硫有刺激性气味，是一种有毒气体，并根据铜可与氧气反应生成氧化铜，氧化铜可与稀硫酸反应生成硫酸铜分析解答；根据硫酸铜也含有硫酸根离子，可与硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀分析解答；硫酸铜溶于水后，溶液呈酸性；铜和浓硫酸反应生成水，随着反应进行，浓硫酸中溶质的质量分数逐渐变小，而稀硫酸与铜不反应，所以反应会逐渐终止．

解答：解：（2）探究一：【猜想分析】反应生成的气体有刺激性气味，而氢气和氧气都没有气味，故填：氢气和氧气是无色无味的气体；
【实验论证】二氧化硫能与高锰酸钾溶液反应并使其溶液褪色，观察到紫色高锰酸钾溶液褪色，说明是二氧化硫气体，故填：紫色的高锰酸钾溶液褪色；
探究二：【分析讨论】①铜与浓硫酸反应，不含有氮元素，故不会生成硝酸铜，故填：反应前后元素种类不变，反应物中不含氮元素，所以不可能生成Cu（NO₃）₂溶液； 
②铜能与浓硫酸共热反应生成硫酸、水和二氧化硫气体，故填：Cu+2H₂SO₄

△   .

CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；
③使用浓硫酸，具有危险性，且生成的二氧化硫会污染空气，故填：生成的二氧化硫会污染环境、浓硫酸腐蚀性强，使用不安全；
铜能与氧气反应生成氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，故填：将铜在空气中加热转化成氧化铜后再与稀硫酸反应；
探究三：【实验讨论】①加入硝酸钡溶液，只能证明含有硫酸根离子，不能说明硫酸有剩余，故填：只能说明存在SO₄^2-，不能确认硫酸有剩余；
②根据题干提供的信息，硫酸铜溶液呈酸性，也能使石蕊试液变红，故不能使用，故填：硫酸铜溶液也是酸性的，滴入石蕊同样能变红；
【意外发现】浓硫酸参加反应，则硫酸不断被消耗，质量分数会变小，形成稀硫酸，而稀硫酸不与铜反应，故反应会停止，故填：随着反应的进行，浓硫酸的质量分数逐渐变小，而稀硫酸与铜不反应．

点评：本题难度较大，主要考查了实验室制取气体的装置选取、反应原理等知识，及金属的有关的化学性质，能很好的培养学生分析资料、解决问题的能力．