11.某校化学兴趣小组的同学在探究金属的化学性质时,发现铜与稀硫酸在常温或加热的条件下均不反应.那么,铜与浓硫酸能否发生反应呢?他们设计了如图所示装置进行探究.
【猜想与假设】
①在常温下能反应
②常温下不能反应,但在加热条件下可以反应
③常温下不反应,在加热条件下也不能反应
【查阅资料】
(1)SO
2和CO
2相似,都能和NaOH等碱溶液反应生成盐和水.
(2)SO
2能使红色的品红溶液褪色,加热,又能恢复原来的红色.
【实验与事实】
操作①将一小块铜片放入试管中,加入足量浓硫酸,无明显现象;
操作②加热该试管,铜片上有气泡,产生了有刺激性气味的气体;将产生的气体通入品红溶液中,品红溶液腿色,加热,溶液又恢复为红色.
操作③停止加热,将试管中的残液慢慢倒入水中,溶液呈蓝色.
【分析与思考】
(1)同学认为,由以上探究可知:猜想②(填序号)是正确的.
(2)同学认为,经检验产生的气体是SO
2,操作③中溶液呈蓝色可知生成了CuSO
4,所以铜和浓硫酸在加热条件下反应的产物只有这两者.
(3)同学认为,在实验装置中,“蘸有浓碱液棉花”的作用是吸收SO
2.
请写出该反应的化学方程式:Cu+2H
2SO
4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO
4+2H
2O+SO
2↑.
【反思与评价】
(4)在【分析与思考】(2)中对产物只是对产物只是SO
2 和CuSO
4 的判断是否准确?
否(填“是”或“否”),其理由是反应物中有氢元素,但二氧化硫和硫酸铜中都不含氢元素.
(5)操作③中,从安全角度考虑不可以(填“可以”或“不可以”)将水倒入残液中,其理由是残液中含有浓硫酸,若将水倒入残液中,浓硫酸溶于水放出大量的热,会使溶液飞溅.
【拓展与应用】根据以上探究和已掌握的知识,该兴趣小组的同学设计了两个制取硫酸铜的实验方案:
①①Cu$→_{△}^{浓硫酸}$CuSO
4②Cu$\stackrel{△}{→}$CuO$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$CuSO
4(6)经过对两种方案的讨论、对比,同学们认为方案②具有的优点有BCD(填序号).
A.提高铜的利用率
B.提高硫酸的利用率
C.不产生SO
2D.安全性好
【实验结论】
(7)浓硫酸与铜加热时能反应,而稀硫酸与铜即使加热也不能反应,由此说明:物质的化学性质除了与物质本身的性质有关,还可能和溶液中溶质的浓度有关.