Question

【题目】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

实验装置如图所示。固定装置已略去

（1）A中反应的化学方程式为____________。

（2）F烧杯中的溶液通常是________________。

（3）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______。

（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______。

（5）为说明浓硫酸中的水是否影响B装置现象的判断，还须进行一次实验。实验方案为_______。

实验Ⅱ　反应产物的定量探究

（6）在铜与浓硫酸反应的过程中，发现有黑色物质出现，经查阅文献获得下列资料。

资料1：

硫酸（mol/L）	黑色物质出现的温度（℃）	黑色物质消失的温度（℃）
15	约150	约236
16	约140	约250
18	约120	不消失

资料2：X射线晶体分析表明，铜与浓硫酸反应生成的黑色物质为Cu2S、CuS、Cu7S4中的一种或几种。仅由上述资料可得出的正确结论是_________。

a.铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个

b.硫酸浓度选择适当，可避免最后产物中出现黑色物质

c.该反应发生的条件之一是硫酸浓度≥15mol/L

d.硫酸浓度越大，黑色物质越快出现、越难消失

（7）为测出硫酸铜的产率，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溶液振荡，以淀粉溶液为指示剂，用bmol/LNa2S2O3溶液滴定生成的I2，3次实验平均消耗该Na2S2O3溶液V mL。若反应消耗铜的质量为a g，则硫酸铜的产率为________。（已知：2Cu2++4I－＝2CuI+I2,2S2O32－+I2＝S4O62－+2I－）

Answer 1

【答案】（1）Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O

（2）NaOH溶液（或酸性KMnO4溶液等）

（3）D装置中黑色固体颜色无变化，E中溶液褪色

（4）将A装置中试管内冷却的混合物沿杯壁（或玻璃棒）缓缓倒入盛有水的烧杯中，并不断搅拌，看溶液是否变蓝

（5）使用上述装置，不放入铜丝进行实验，观察无水硫酸铜是否变蓝

（6）abd （7）%

【解析】

（1）反应的还原产物为SO2；（2）该实验尾气为SO2，可以用强碱或者强氧化剂溶液吸收；（3）要证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素则需证明A中还原产物为SO2而非H2，产物为SO2则D中黑色固体颜色不变，E中品红溶液会褪色；（4）若含有Cu2＋则溶于水显蓝色；（5）对比实验中，不加入铜丝则反应不会发生，由现象可以判断反应外的因素对实验是否存在影响；（6）生成物可能不止一种，则反应可能不止一个，a项正确；硫酸浓度越低，黑色物质出现的温度越高，消失的温度越低，则硫酸浓度选择适当，可避免最后产物中出现黑色物质，b项正确；只要控制在合适的温度，浓硫酸浓度小于15 mol/L也可与铜反应，c项错误；硫酸浓度越大，黑色物质出现温度越低，消失温度越高，d项正确；（7）滴定反应溶液中铜离子的物质的量为mol，滴定I2消耗的Na2S2O3的物质的量为mol，可知反应生成的I2的物质的量为mol，反应生成的Cu2＋的物质的量为mol，则CuSO4的产率为%。