Question

13．某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室用銅和硫酸為原料，采用多種方法制取硫酸銅，制備方法如下：
方法一
（1）甲同學(xué)取6.4g銅片和10mL 18mol•L^-1濃硫酸，放在試管中共熱時發(fā)現(xiàn)，銅與熱的濃硫酸反應(yīng)后并沒有得到預(yù)期的藍(lán)色溶液，而是在試管底部看到白色沉淀．甲同學(xué)為了驗(yàn)證其中白色沉淀的主要成分，設(shè)計下列實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)步驟：傾倒掉上層液體后，向所得白色的固體中加入適量蒸餾水，邊加邊攪拌．
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：白色物質(zhì)溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：所得白色固體的化學(xué)式為_CuSO₄．
（2）乙同學(xué)與甲同學(xué)做相同的實(shí)驗(yàn)，還觀察到加熱過程中，試管內(nèi)壁上部析出少量淡黃色固體物質(zhì)，持續(xù)加熱，淡黃色固體物質(zhì)又慢慢地溶于濃硫酸而消失，同時產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體．淡黃色固體消失的原因是（用化學(xué)反應(yīng)方程式回答）_S+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3SO₂↑+2H₂O．直到最后反應(yīng)完畢，發(fā)現(xiàn)試管中還有銅片剩余．
方法二
（3）丙同學(xué)認(rèn)為甲設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方案不好，他自己設(shè)計的思路是：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．
對比甲的方案，你認(rèn)為丙同學(xué)的優(yōu)點(diǎn)是①產(chǎn)生等量的硫酸銅，消耗的硫酸更少，②不產(chǎn)生污染物SO₂．
方法三
（4）丁同學(xué)取一銅片和稀硫酸放在試管中，再向其中滴入雙氧水，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸呈藍(lán)色，寫出反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）硫酸銅粉末為白色，以此來分析；
（2）由存在的元素可知淡黃色固體物質(zhì)為S，S與濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而使其消失；
（3）該過程中不生成有毒氣體二氧化硫；
（4）Cu作還原劑，雙氧水作氧化劑，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸銅；

解答 解：（1）因?yàn)榱蛩徙~粉末為白色，所以灰白色的固體中加入適量蒸餾水，若觀察到溶液為藍(lán)色，則所得白色固體為CuSO₄，
故答案為：CuSO₄；
（2）試管內(nèi)壁上部析出少量淡黃色固體物質(zhì)，由存在的元素可知淡黃色固體物質(zhì)為S，S具有還原性，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，
S與濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)為S+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3SO₂↑+2H₂O，而使淡黃色物質(zhì)消失，
故答案為：S+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3SO₂↑+2H₂O；
（3）由2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O及對比反應(yīng)過程分析可知，丙同學(xué)設(shè)計的制備過程，生成等量的硫酸銅消耗硫酸最少，反應(yīng)過程中無二氧化硫污染氣體生成，
故答案為：①產(chǎn)生等量的硫酸銅，消耗的硫酸更少；②不產(chǎn)生污染物SO₂；
（4）銅片和稀硫酸放在試管中，再向其中滴入雙氧水，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸呈藍(lán)色，是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)所致，該反應(yīng)為Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O，
故答案為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O．

點(diǎn)評 本題考查濃硫酸的性質(zhì)，明確濃硫酸具有強(qiáng)氧化性及發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，難度不大．