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: (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.� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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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^－1	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≥15 mol/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250.00 mL溶液，取该溶液25.00 mL加入足量KI溶液振荡，以淀粉溶液为指示剂，用b mol/L Na₂S₂O₃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：2Cu^2＋＋4I^－===2CuI＋I₂，2S₂O＋I₂===S₄O＋2I^－）

【知识点】硫元素形成的化合物的性质，化学计算

【答案解析】(1)Cu+2H₂SO₄(浓) CuSO₄ +SO₂+2H₂O

(2)氢氧化钠溶液（或酸性的高锰酸钾溶液等）

(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，不放人铜丝进行实验，观察无水硫酸铜是否变蓝

(6)abd

(7)0.64Bv/a

解析：(2)在此反应中产生了酸性的气体，故可以用碱液吸收，在其中主要是SO2气体，故也可以选择氧化性的溶液进行吸收。

(3)如果产生氢气，即可以把氧化铜还原，如果没有氢气氧化铜的颜色不会发生改变，硫酸的还原产物为SO2，证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素。

(4)铜离子在稀溶液中的颜色是蓝色，所以检验铜离子时要在稀溶液中。

(6) a．铜与浓硫酸反应：Cu+2H₂SO₄(浓) CuSO₄ +SO₂+2H₂O，因X-射线晶体分析表明，铜与浓硫酸反应还会生成铜的硫化物，所以铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个；b．在资料1中显示硫酸浓度为18 mol/L时，黑色物质不消失，但在15 mol/L和15 mol/L时是可以消失的，故硫酸浓度选择适当，可避免最后产物中出现黑色物质；c．该反应过程中出现了黑色物质且不消失故该反应硫酸浓度≥18 mol/L；d．从资料1中显示硫酸浓度18 mol/L时黑色物质出现的温度低，但并不消失，故硫酸浓度越大，黑色物质越快出现、越难消失。

(7)根据2Cu^2＋＋4I^－===2CuI＋I₂，2S₂O＋I₂===S₄O＋2I^－，得到

Cu^2＋ ≈ S₂O

n (S₂O)=V×10^{—3 L×b mol/L×10= V b×10—2} mol= n (Cu^2＋)= n (CuSO₄) 实际反应消耗铜的质量为a g，n (Cu)=a/64 mol，理论产生的n (CuSO₄)理论= a/64 mol

则硫酸铜的产率为 n (CuSO₄) 实际/n (CuSO₄)理论=0.64Bv/a

【思路点拨】本题考查学生对实验原理的理解、实验方案的评价、实验装置的理解与评价，难度中等；反应产物的定量探究中考查信息的有效利用，化学计算中多步反应中的量的关系，综合性较强。

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