Question

20．某研究小組用如圖所示裝置進行銅與濃硫酸反應(yīng)的實驗研究．
（1）寫出試管B中的實驗現(xiàn)象品紅溶液褪色．
（2）寫出A中反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
（3）B試管口的棉花應(yīng)沾有的試劑是NaOH．
（4）反應(yīng)后有銅剩余，若不補充濃硫酸，要使銅片溶解，繼續(xù)向A試管中加入H₂O₂，發(fā)現(xiàn)銅片又溶解，反應(yīng)的離子方程式為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O．或者可以加Fe₂O₃、NaNO₃（填寫兩種屬于不同類別物質(zhì)的化學(xué)式），也能使銅片溶解．
（5）小組成員向反應(yīng)后的溶液中加入足量的氧化銅，使剩余的硫酸全部轉(zhuǎn)化為硫酸銅，過濾后，將濾液加熱濃縮，冷卻結(jié)晶制得硫酸銅晶體（CuSO₄•xH₂O）．小組成員采用加熱法測定該晶體里結(jié)晶水x的值．
下面是其中一次實驗的數(shù)據(jù)：

坩堝質(zhì)量	坩堝與晶體的總質(zhì)量	加熱后坩堝與固體總質(zhì)量
11.7g	22.7g	18.9g

根據(jù)上表數(shù)據(jù)計算判斷x的實側(cè)值比理論值（x=5）偏小（填“偏大”、“偏小”），這次實驗中產(chǎn)生誤差的原因可能是AD（填序號）
A．硫酸銅晶體中含有不揮發(fā)的雜質(zhì)        B．實驗前晶體表面有濕存水
C．加熱時有晶體飛濺出去                D．加熱失水后露置在空氣中冷卻．

Answer 1

分析 （1）二氧化硫具有漂白性，能使品紅溶液褪色；
（2）加熱條件下，Cu和濃硫酸反應(yīng)生成CuSO₄、SO₂、H₂O；
（3）二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物且有毒，不能直接排空，可以用堿液吸收；
（4）酸性條件下，雙氧水能氧化Cu生成銅離子；鐵鹽、硝酸都能氧化Cu；
（5）結(jié)晶水質(zhì)量=（22.7-18.9）g=3.8g，硫酸銅質(zhì)量=（18.9g-11.7g）=7.2g，n（H₂O）：n（CuSO₄）=$\frac{3.8g}{18g/mol}$：$\frac{7.2g}{160g/mol}$≈4.7＜5，則結(jié)晶水的質(zhì)量偏��；
A．硫酸銅晶體中含有不揮發(fā)的雜質(zhì)導(dǎo)致結(jié)晶水質(zhì)量偏��；        
B．實驗前晶體表面有濕存水導(dǎo)致結(jié)晶水質(zhì)量偏大；
C．加熱時有晶體飛濺出去不影響結(jié)晶水質(zhì)量；                
D．加熱失水后露置在空氣中冷卻導(dǎo)致結(jié)晶水質(zhì)量偏�。�

解答 解：（1）二氧化硫具有漂白性，能使品紅溶液褪色，所以看到的現(xiàn)象是品紅溶液褪色，故答案為：品紅溶液褪色；
（2）加熱條件下，Cu和濃硫酸反應(yīng)生成CuSO₄、SO₂、H₂O，反應(yīng)方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（3）二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物且有毒，不能直接排空，可以用堿液吸收，所以棉花蘸取的溶液為堿液，如NaOH溶液，故答案為：NaOH溶液；
（4）酸性條件下，雙氧水能氧化Cu生成銅離子，離子方程式為Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；鐵鹽、硝酸都能氧化Cu，反應(yīng)后溶液中有稀硫酸剩余，所以可以加入氧化鐵或硝酸鈉，氧化鐵溶解生成硫酸鐵，硝酸鈉中硝酸根離子在酸性條件下氧化Cu生成銅鹽，
故答案為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；Fe₂O₃；NaNO₃；
（5）結(jié)晶水質(zhì)量=（22.7-18.9）g=3.8g，硫酸銅質(zhì)量=（18.9g-11.7g）=7.2g，n（H₂O）：n（CuSO₄）=$\frac{3.8g}{18g/mol}$：$\frac{7.2g}{160g/mol}$≈4.7＜5，則結(jié)晶水的質(zhì)量偏小；
A．硫酸銅晶體中含有不揮發(fā)的雜質(zhì)導(dǎo)致結(jié)晶水質(zhì)量偏小，故正確；        
B．實驗前晶體表面有濕存水導(dǎo)致結(jié)晶水質(zhì)量偏大，故錯誤；
C．加熱時有晶體飛濺出去，因為濺出晶體成分和晶體成分相同，所以不影響結(jié)晶水質(zhì)量，故錯誤；                
D．加熱失水后露置在空氣中冷卻，無水硫酸銅會吸水導(dǎo)致結(jié)晶水質(zhì)量偏小，故正確；
故答案為：偏��；AD．

點評 本題以銅和濃硫酸反應(yīng)為載體考查性質(zhì)實驗方案設(shè)計，明確實驗原理及物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，難點是（4）題溶于溶液后溶解Cu的物質(zhì)的選取，易錯點是誤差分析，題目難度中等．