Question

某研究小组用如图所示装置进行铜与浓硫酸反应的实验研究．
（1）写出试管B中的实验现象______．
（2）写出A中反应的化学方程式______
（3）继续向A试管中加入H₂O₂，发现铜片溶解，反应的离子方程式为：______．
若仍不补充浓硫酸，只要求使铜片溶解，也可以加入（填写两种属于不同类别物质的化学式）______、______．
（4）B试管口的棉花应沾有的试剂是______．
（5）小组成员向反应后的溶液中加入足量的氧化铜，使剩余的硫酸全部转化为硫酸铜，过滤后，将滤液加热浓缩，冷却结晶制得硫酸铜晶体（CuSO₄?xH₂O）．小组成员采用加热法测定该晶体里结晶水x的值．
①在他们的实验操作中，至少称量______次；
②下面是其中一次实验的数据：

坩埚质量	坩埚与晶体的总质量	加热后坩埚与固体总质量
11.7g	22.7g	18.9g

根据上表数据计算判断x的实侧值比理论值（x=5）______（填“偏大”、“偏小”），这次实验中产生误差的原因可能是______（填序号）
A．硫酸铜晶体中含有不挥发的杂质　　　　B．实验前晶体表面有湿存水
C．加热时有晶体飞溅出去　　　　　　　　D．加热失水后露置在空气中冷却．

Answer 1

解：（1）二氧化硫具有漂白性，能使品红褪色，故答案为：品红溶液褪色；
（2）铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜和二氧化硫气体，反应的化学方程式为Cu+2H₂SO₄CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，故答案为：Cu+2H₂SO₄CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（3）在酸性条件下，过氧化氢具有强氧化性，能氧化Cu而生成铜离子和水，反应的方程式为Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O，根据铜能与铁离子、硝酸根离子反应，也可选用Fe₂O₃或NaNO₃，
故答案为：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；Fe₂O₃；NaNO₃；
（4）二氧化硫为有毒气体，不能排放到空气中，根据二氧化硫为酸性气体，应用NaOH溶液吸收，故答案为：NaOH（溶液）；
（5）①实验中为准确测定结晶水的值，应分别测定坩埚的质量、坩埚与晶体的总质量，以此测定晶体的质量，然后称量加热后坩埚与固体总质量，之后再加热一次以判断晶体是否完全分解，总共称量4次，故答案为：4；
②该实验晶体的质量为22.7g-11.7g=11g，硫酸铜的质量为18.9g-11.7g=7.2g，水的质量为22.7g-18.9g=3.8g，则n（CuSO₄）==0.045mol，n（H₂O）==0.21mol，所以
x==4.7，小于5，硫酸铜晶体中含有不挥发的杂质，加热失水后露置在空气中冷却等都会造成硫酸铜的质量偏大，水的质量偏小，而实验前晶体表面有湿存水或加热时有晶体飞溅出去，会造成质量差偏大，结果偏大．
故答案为：偏小；AD．
分析：（1）二氧化硫具有漂白性，能使品红褪色；
（2）铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜和二氧化硫气体；
（3）在酸性条件下，铁离子、硝酸根离子以及过氧化氢具有强氧化性，能氧化Cu而生成铜离子；
（4）二氧化硫为有毒气体，不能排放到空气中，根据二氧化硫为酸性气体，应用NaOH溶液吸收；
（5）①实验中为准确测定结晶水的值，应分别测定坩埚的质量、坩埚与晶体的总质量，以此测定晶体的质量，然后称量加热后坩埚与固体总质量，之后再加热一次以判断晶体是否完全分解，总共称量4次；
②根据表中数据计算硫酸铜和结晶水的物质的量，进而计算X值，并分析可能的原因．
点评：本题考查铜与浓硫酸的反应，题目难度不大，本题注意（3）为易错点，从铜的还原性和过氧化氢、铁离子以及硝酸根离子的氧化性的角度思考．