Question

1．下列是某兴趣小组研究浓硫酸的氧化性的结论并进行了实验验证：
①一般认为1：1的硫酸浓度大于60%，就具有一定的氧化性，越浓氧化性越强，60%以下的H₂SO₄氧化性就不怎么强了．
②温度也影响氧化性，如铜放于冷的浓硫酸中反应不明显，如果加热就可以观察到明显现象．
③98%的浓硫酸物质的量浓度为18.4mol•L^-1，密度为1.84g•cm^-3
据以上信息回答：
（1）如图装置，同学甲先向带支管的试管中放入铜粉和3mL水，然后从分液漏斗中加98%的浓硫酸10-15滴（约0.5mL），加热至沸腾，该试管中液体是否有有明显变化无
．试用数据解释原因H₂SO₄溶液的质量分数为23%＜60%，其氧化性不强，所以无明显现象．
（2）甲同学再用分液漏斗加浓硫酸10mL再加热至沸腾，现象是铜片慢慢溶解，带支管的试管中溶液渐成蓝色，小试管中品红褪色．
（3）乙同学利用所示装置直接从分液漏斗中加浓硫酸10mL与铜片反应．所观察到与甲不同的现象是液体无色或浅蓝色，有白色固体在试管底部析出原因是98%浓H₂SO₄有吸水性，生成无水CuSO₄．为了最终看到与甲类似的现象，乙同学需进行的操作是待支管的试管冷却后沿烧杯壁缓缓加入到水中，并不断用玻璃棒搅拌．
（4）乙同学进行加热，还在带支管的试管中观察到有黑色物质出现，大胆假设此物质是Cu₂S或硫化铜或Cu₂S与硫化铜的混合物．

Answer 1

分析 （1）98%的浓H₂SO₄ 0.5mL与3mL水混合后溶液的质量分数为$\frac{0.5mL×1.84g/ml×98%}{0.5mL×1.84g/mL+3g}$×100%=23%，60%以下的H₂SO₄氧化性较弱，不与铜反应；
（2）计算出加入再10mL浓硫酸后溶液中硫酸的质量分数，然后判断是否反应及反应现象；
（3）浓硫酸具有吸水性，将硫酸铜变成无水硫酸铜，据此判断反应现象；可以将冷却后的溶液加入盛有水的烧杯中观察；
（4）根据铜与浓硫酸反应可能生成黑色的Cu₂S或硫化铜分析．

解答 解：（1）98%的浓H₂SO₄ 0.5mL与3mL水混合后溶液的质量分数为：$\frac{0.5mL×1.84g/ml×98%}{0.5mL×1.84g/mL+3g}$×100%=23%，小于60%，60%以下的H₂SO₄氧化性较弱，与铜不反应，所以没有明显现象，
故答案为：无；H₂SO₄溶液的质量分数为23%＜60%，其氧化性不强，所以无明显现象；
（2）甲同学再用分液漏斗加浓硫酸10mL，此时硫酸的质量分数为：$\frac{10.5mL×1.84g/mL×98%}{10.5mL×1.84g/mL+3g}$×100%=86.3%＞60%，所以加热后浓硫酸与铜发生反应，现象为：铜片慢慢溶解，带支管的试管中溶液渐成蓝色，小试管中品红褪色，
故答案为：铜片慢慢溶解，带支管的试管中溶液渐成蓝色，小试管中品红褪色；
（3）乙同学利用所示装置直接从分液漏斗中加浓硫酸10mL与铜片反应，由于原因是98%浓H₂SO₄有吸水性，生成无水CuSO₄，则会观察到液体无色或浅蓝色，有白色固体在试管底部析出；为了最终看到与甲类似的现象，应该待支管的试管冷却后沿烧杯壁缓缓加入到水中，并不断用玻璃棒搅拌，
故答案为：液体无色或浅蓝色，有白色固体在试管底部析出；98%浓H₂SO₄有吸水性，生成无水CuSO₄；待支管的试管冷却后沿烧杯壁缓缓加入到水中，并不断用玻璃棒搅拌；
（4）铜与浓硫酸反应可能生成Cu₂S或硫化铜，所以黑色物质可能为Cu₂S或硫化铜或Cu₂S与硫化铜的混合物，
故答案为：Cu₂S或硫化铜或Cu₂S与硫化铜的混合物．

点评 本题考查了性质实验方案的设计，题目难度中等，明确题干信息及实验目的为解答关键，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验能力，（1）为易错点，需要通过计算结果进行判断，注意掌握性质实验方案设计与评价原则．