Question

為研究銅與濃硫酸的反應，某化學興趣小組進行如下實驗。

實驗I反應產物的定性探究

按下圖裝置（固定裝置已略去）進行實驗

（1）A中反應的化學方程式為：                                        

（2）F燒杯中的溶液通常是　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）實驗過程中，能證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素的現象是　　　　　　

（4）實驗結束后，證明A裝置試管中反應所得產物是否含有銅離子的操作方法是　　 。

（5）為說明濃硫酸中的水是否影響B(tài)裝置現象的判斷，還須進行一次實驗。實驗方案為           　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

實驗Ⅱ　反應產物的定量探究

（6）在銅與濃硫酸反應的過程中，發(fā)現有黑色物質出現，經查閱文獻獲得下列資料。

資料1：

資料2:X射線晶體分析表明，銅與濃硫酸反應生成的黑色物質為Cu₂S、CuS、Cu₇S₄中的一種或幾種。

僅由上述資料可得出的正確結論是　　　　　 。

a．銅與濃硫酸反應時所涉及的反應可能不止一個

b．硫酸濃度選擇適當，可避免最后產物中出現黑色物質

c．該反應發(fā)生的條件之一是硫酸濃度≥15 mol·L^-1

d．硫酸濃度越大，黑色物質越快出現、越難消失

（7）為測出硫酸銅的產率，將該反應所得溶液中和后配制成250.00 mL溶液，取該溶液25.00 mL加入足量KI溶液振蕩，以淀粉溶液為指示劑，用b mol·L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂，3次實驗平均消耗該Na₂S₂O₃溶液V mL。若反應消耗銅的質量為ag，則硫酸銅的產率為　　　　　　　　　 。　         （已知：2Cu²⁺+4I^－＝2CuI+I₂，2S₂O₃^2－+I₂＝S₄O₆^2－+2I^－）

 

Answer 1

【答案】

(14分）(1) Cu +2H₂SO₄(濃)= CuSO₄ + SO₂+ 2H₂O　　�。�2分）

（2）NaOH溶液（或KMnO₄溶液等）　　�。�2分）

（3）D裝置中黑色固體顏色無變化，E中溶液褪色　　�。�2分）

（4）將A裝置中試管內冷卻的混合物沿杯壁（或玻璃棒）緩緩倒入盛有水的燒杯中，并不斷攪拌　　�。�2分）

（5）使用上述裝置，不放入銅絲進行實驗，觀察無水硫酸銅是否變藍　　�。�2分）

（6）abd

（7）（64bV/a）%　　　（2分）

【解析】

試題分析：⑴銅與濃硫酸的反應Cu +2H₂SO₄(濃) CuSO₄ + SO₂↑+ 2H₂O，故答案為：Cu +2H₂SO₄(濃) CuSO₄ + SO₂↑+ 2H₂O；⑵F為尾氣吸收裝置，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產生，則D中固體變紅，E溶液不褪色，所以如產生SO₂,則D裝置中黑色固體顏色無變化，E中溶液褪色，證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素。答案：D裝置中黑色固體顏色無變化，E中溶液褪色；⑷含有Cu^2＋ 的稀溶液的顏色為藍色，所需的操作是將含濃硫酸的混合溶液稀釋。答案：將A裝置中試管內冷卻的混合物沿杯壁（或玻璃棒）緩緩倒入盛有水的燒杯中，并不斷攪拌。⑸控制反應條件，使反應不產生SO₂，進行對比實驗。答案：使用上述裝置，不放入銅絲進行實驗，觀察無水硫酸銅是否變藍。⑹a正確，反應中有黑色的固體產生，生成物不止一種，反應不止一個；b從資料1的表中看出濃硫酸濃度在16mol/L以下時，加熱后黑色的固體可能消失，b正確；c反應只要是濃硫酸，資料中沒有強調硫酸濃度≥15 mol·L^-1，c不正確；d從表中看出．硫酸濃度越大，黑色固體出現的溫度越低，黑色物質越快出現、消失所需溫度越高，甚至不消失，d正確，選a b d.。

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

得關系式Cu^2＋ ―  S₂O₃^2―

           c×25       bv

n(Cu^2＋ )=

則硫酸銅的產率為：實際產量÷理論產量×100%=

考點：元素化合物知識、基本實驗實驗、化學反應原理、氧化還原反應、化學計算等綜合性較強。中等難度。