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【题目】2017白山二模为研究铜与浓硫酸的反应,某化学兴趣小组进行如下实验.

实验I:反应产物的定性探究,按如图装置(固定装置已略去)进行实验:

(1)F装置的烧杯中发生反应的离子方程式是 ;B装置中的现象是

(2)实验过程中,能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是

(3)实验结束时,撤去所有酒精灯之前必须完成的实验操作是

(4)实验结束后,证明A装置试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是__________________________________;

实验:反应产物的定量探究

(5)在铜与浓硫酸反应的过程中,发现有黑色物质出现,且黑色物质为Cu2S.产生Cu2S的反应为aCu+bH2SO4cCu2S+dCuSO4+e H2O,则a:b=

(6)为测定硫酸铜的产率,将该反应所得溶液中和后配制成250.00mL溶液,取该溶液25.00mL加入足量KI溶液中振荡,以淀粉溶液为指示剂,用O.36molL﹣1的Na2S2O3溶液滴定生成的I2,3次实验平均消耗该Na2S2O3溶液25.00mL.若反应消耗铜的质量为6.4g,则硫酸铜的产率为

(已知2Cu2++4I=2CuI+I2,2S2O32﹣+I2=S4O62﹣+2I)

【答案】(1)SO2+2OH=SO32﹣+H2O 白色粉末变蓝色 (2) D装置中黑色固体颜色无变化,E装置中溶液褪色 (3)拉起铜丝,关闭K1,K2 (4)将A装置中冷却的混合溶液沿烧杯内壁缓缓倒入盛水的烧杯中,并不断搅拌,观察是否有蓝色出现 (5)5:4 (6)90%

【解析】加热条件下,Cu和浓硫酸发生氧化还原反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,水具有挥发性,温度越高挥发性越强,所以生成的二氧化硫中含有水蒸气,水蒸气能使无水硫酸铜变蓝色;浓硫酸具有吸水性,能干燥二氧化硫气体;氢气具有还原性,能将黑色的氧化铜粉末还原为红色Cu;二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色;二氧化硫属于酸性氧化物且有毒,不能直接排空,可以用碱性溶液吸收

(1)二氧化硫属于酸性氧化物,和NaOH反应生成亚硫酸钠和水,离子反应方程式为 SO2+2OH=SO32﹣+H2O;水具有挥发性,升高温度促进其挥发,所以生成的气体中含有水蒸气,水蒸气能使无水硫酸铜由白色变为蓝色,所以B装置中的现象是:白色粉末变蓝色

(2)证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素,利用元素化合价变化生成的产物分析判断,若生成氢气,D装置会黑色变化为红色,若生成二氧化硫E装置中品红会褪色,所以证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的实验现象是,D装置中氧化铜黑色不变化,说明无氢气生成,E装置中品红试液褪色说明生成了二氧化硫气体

(3)实验结束时,拉起铜丝,撤去所有酒精灯之前必须完成的实验操作是关闭K1,K2,防止CE中的溶液倒吸,炸裂玻璃管;

(4)验证生成的溶液中含有铜离子,需要把试管中的液体倒入水中溶解,观察是否出现蓝色溶液,将A装置中冷却的混合溶液沿烧杯内壁缓缓倒入盛水的烧杯中,并不断搅拌,出现蓝色溶液证明含有铜离子

(5)aCu+bH2SO4cCu2S+dCuSO4+e H2O中Cu元素化合价由0价变为+1价、+2价、S元素化合价由+6价变为﹣2价,转移电子数为6,根据转移电子守恒及原子守恒配平方程式为5Cu+4H2SO4Cu2S+3CuSO4+4H2O,所以ab=54

(6)根据2Cu2++4I=2CuI+I2、2S2O32﹣+I2=S4O62﹣+2I得2Cu2+~I2~2S2O32﹣

设制得的溶液中硫酸铜的物质的量浓度为xmol/L,

2Cu2+~I2~2S2O32﹣

2mol 2mol

0.025xmol (0.36×0.025)mol

2molL:2mol=0.025xmol:(0.36×0.025)mol

x==0.36,

则250mL溶液中n(Cu2+)=0.36mol/L×0.25L=0.09mol,参加反应的n(Cu)==0.1mol,

则硫酸铜的产率==90%

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