Question

硫酸是基础化学工业的重要的产品．它是许多化工生产的原料，大量用于制化肥，如磷肥、氮肥等．某化学兴趣小组围绕浓硫酸及其盐的性质进行如下探究，请你回答：
（1）将适量的蔗糖放入一烧杯中，再加入浓硫酸，观察到蔗糖变黑，体积膨胀，并产生刺激性气味的气体．该实验表明浓硫酸具有

 

．（填序号）
A．强酸性     B．强氧化性     C．脱水性    D．吸水性
（2）取一小粒金属钠，小心放入盛有硫酸铜稀溶液的烧杯中，用漏斗倒扣在烧杯上，观察到金属钠在液面上四处游动，有大量气泡生成，收集产生的气体并点燃，火焰呈淡蓝色，该气体是

 

（填化学式）．溶液中立即有蓝色沉淀生成，写出生成蓝色沉淀的离子方程式

 

．
（3）“绿色化学”要求综合考虑经济、技术、环保等方面来设计化学反应路线．若以铜为原料制取硫酸铜，通过以下两种方法均可以制得硫酸铜：
方法1：铜屑在空气中灼烧后，在加热条件下与稀硫酸反应．
方法2：铜与浓硫酸在加热条件下反应．请写出制取过程中发生反应的化学方程式．
方法1：

 

．   方法2：

 

．
从原料利用率、环境保护等角度对比，应该选用哪种方法

 

．
（4）明矾KAl（SO₄）₂?12H₂O是一种很好的净水剂，请用简要的文字描述其原理

 

．

Answer 1

考点：浓硫酸的性质实验,碱金属及其化合物的性质实验

专题：氧族元素,几种重要的金属及其化合物

分析：（1）浓硫酸具有强氧化性、脱水性、吸水性、酸性等性质，依据反应现象分析；
（2）钠在硫酸铜溶液中先和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，据此分析；
（3）方法1、铜屑在空气中灼烧后生成氧化铜，氧化铜在加热条件下与稀硫酸反应生成硫酸铜和水；
方法2、铜和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；
相同质量的硫酸生成硫酸铜方法1多，且无污染性气体，方法2反应过程中有二氧化硫污染性的气体生成；
（4）明矾溶解于水中，溶液中铝离子水解生成氢氧化铝胶体具有吸附悬浮在水中的杂质的作用；

解答： 解：（1）蔗糖逐渐变黑表现了浓硫酸的脱水性，放出有刺激性气味的气体说明浓硫酸具有强氧化性；
故答案为：BC．
（2）钠在硫酸铜溶液中先和水反应生成氢氧化钠和氢气，2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，2NaOH+CuSO₄=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄，生成的气体为氢气，生成的蓝色沉淀为氢氧化铜沉淀，反应的离子方程式为：Cu²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓；
故答案为：H₂，Cu²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓；
（3）方法1、铜屑在空气中灼烧后生成氧化铜，氧化铜在加热条件下与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，反应的化学方程式为：2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O；
方法2、铜和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
相同质量的硫酸生成硫酸铜方法1多，且无污染性气体，方法2反应过程中有二氧化硫污染性的气体生成，消耗同质量硫酸生成的硫酸铜少；
故答案为：2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O，Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；方法1；
（4）明矾溶解于水中，溶液中铝离子水解生成氢氧化铝胶体具有吸附悬浮在水中的杂质的作用，明矾溶于水后溶液中的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附悬浮杂质的作用，起到净水的作用；
故答案为：明矾溶于水后溶液中的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附悬浮杂质的作用，起到净水的作用；

点评：本题考查了浓硫酸性质的分析判断，物质制备方法的设计方法，反应特征的分析应用，盐类水解的应用，题目难度中等．