Question

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

按下图装置（固定装置已略去）进行实验

（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：

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^-1

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^-1Na₂S₂O₃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ag，则硫酸铜的产率为　　　　　　　　　 。　         （已知：2Cu²⁺+4I^－＝2CuI+I₂，2S₂O₃^2－+I₂＝S₄O₆^2－+2I^－）

 

Answer 1

【答案】

(14分）(1) Cu +2H₂SO₄(浓)= CuSO₄ + SO₂+ 2H₂O　　　（2分）

（2）NaOH溶液（或KMnO₄溶液等）　　　（2分）

（3）D装置中黑色固体颜色无变化，E中溶液褪色　　　（2分）

（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　　　（2分）

（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　　　（2分）

（6）abd

（7）（64bV/a）%　　　（2分）

【解析】

试题分析：⑴铜与浓硫酸的反应Cu +2H₂SO₄(浓) CuSO₄ + SO₂↑+ 2H₂O，故答案为：Cu +2H₂SO₄(浓) CuSO₄ + SO₂↑+ 2H₂O；⑵F为尾气吸收装置，通常用NaOH溶液或KMnO₄溶液，答案：NaOH溶液（或KMnO₄溶液等）；⑶如果有H₂产生，则D中固体变红，E溶液不褪色，所以如产生SO₂,则D装置中黑色固体颜色无变化，E中溶液褪色，证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素。答案：D装置中黑色固体颜色无变化，E中溶液褪色；⑷含有Cu^2＋ 的稀溶液的颜色为蓝色，所需的操作是将含浓硫酸的混合溶液稀释。答案：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。⑸控制反应条件，使反应不产生SO₂，进行对比实验。答案：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。⑹a正确，反应中有黑色的固体产生，生成物不止一种，反应不止一个；b从资料1的表中看出浓硫酸浓度在16mol/L以下时，加热后黑色的固体可能消失，b正确；c反应只要是浓硫酸，资料中没有强调硫酸浓度≥15 mol·L^-1，c不正确；d从表中看出．硫酸浓度越大，黑色固体出现的温度越低，黑色物质越快出现、消失所需温度越高，甚至不消失，d正确，选a b d.。

⑺ 根据方程式2Cu²⁺+4I^－＝2CuI+I₂，2S₂O₃^2－+I₂＝S₄O₆^2－+2I^－，

得关系式Cu^2＋ ―  S₂O₃^2―

           c×25       bv

n(Cu^2＋ )=

则硫酸铜的产率为：实际产量÷理论产量×100%=

考点：元素化合物知识、基本实验实验、化学反应原理、氧化还原反应、化学计算等综合性较强。中等难度。