Question

9．某興趣小組在實驗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）儲運濃硫酸的鐵罐上適合貼上的標志是BD（填序號）．
（2）甲同學取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后并沒有得到預期的藍色溶液，而是在試管底部看到灰白色沉淀．甲同學為了驗證其中灰白色沉淀的主要成分．設(shè)計下列實驗．
實驗步驟：傾倒掉上層液體后，向所得灰白色的固體中加入適量蒸餾水，邊加邊攪拌．
實驗現(xiàn)象：沉淀中白色物質(zhì)溶解，溶液為藍色．
實驗結(jié)論：所得灰白色固體的化學式為CuSO₄．
（3）乙同學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．淡黃色固體消失的原因是（用化學反應方程式回答）S+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3SO₂↑+2H₂O．直到最后反應完畢，發(fā)現(xiàn)試管中還有銅片剩余．乙同學根據(jù)自己所學的化學知識，認為試管中還有硫酸剩余．他這樣認為的理由是隨著反應的進行，濃硫酸的濃度逐漸變小，由濃變稀，稀硫酸不能與銅發(fā)生反應．
方法二
（4）丙同學認為甲同學設(shè)計的實驗方案不好，他自己設(shè)計的思路是：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．對比甲同學的方案，你認為丙同學的優(yōu)點是（答兩點）：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．
方案三
（5）丁同學取一塊銅片和稀硫酸放在試管中，再向其中滴入雙氧水，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸呈藍色．寫出反應的化學反應方程式：H₂SO₄+Cu+H₂O₂═CuSO₄+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)濃硫酸具有腐蝕性、強氧化性進行分析；
（2）硫酸銅粉末為白色，而硫酸銅溶液為藍色，以此來分析；
（3）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)生氧化還原反應而使其消失；濃硫酸隨反應進行濃度變稀，稀硫酸不與銅反應；
（4）依據(jù)反應過程中的產(chǎn)物和反應消耗原料的用量分析判斷；
（5）Cu作還原劑，雙氧水作氧化劑，發(fā)生氧化還原反應生成硫酸銅．

解答 解：（1）濃硫酸具有腐蝕性，適合貼上的圖標是圖中的D；濃硫酸具有強氧化性，應該貼上B氧化劑，故答案為：BD；
（2）灰白色的固體中加入適量蒸餾水，若觀察到沉淀中白色物質(zhì)溶解，溶液為藍色，則所得白色固體為CuSO₄，
故答案為：沉淀中白色物質(zhì)溶解，溶液為藍色；
（3）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，濃硫酸具有強氧化性，S與濃硫酸發(fā)生氧化還原反應為S+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3SO₂↑+2H₂O，而使淡黃色物質(zhì)消失；隨著反應的進行，濃硫酸的濃度逐漸變小，由濃變稀，稀硫酸不能與銅發(fā)生反應，
故答案為：S+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3SO₂↑+2H₂O；隨著反應的進行，濃硫酸的濃度逐漸變小，由濃變稀，稀硫酸不能與銅發(fā)生反應；
（4）對比反應過程分析可知，丙同學設(shè)計的制備過程，生成等量的硫酸銅消耗硫酸最少，反應過程中無二氧化硫污染氣體生成，
故答案為：產(chǎn)生等量的硫酸銅，消耗的硫酸更少；不產(chǎn)生污染物SO₂；
（5）銅片和稀硫酸放在試管中，再向其中滴入雙氧水，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸呈藍色，是發(fā)生了氧化還原反應所致，該反應為Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O，
故答案為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O．

點評 本題考查濃硫酸的性質(zhì)，明確濃硫酸具有強氧化性及發(fā)生的化學反應是解答本題的關(guān)鍵，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，難度不大．