Question

化學活動小組的同學在探究金屬的化學性質時，發(fā)現銅與稀硫酸在常溫或短時間加熱的條件下均不反應，那么銅與濃硫酸能否反應呢？
[猜想與假設]
猜想①在常溫下能反應．
猜想②

在常溫下不能反應，但在加熱條件下能反應

．
猜想③

在加熱條件下也不能反應

．
[設計方案]
①將一小塊銅片放入試管中，加入濃硫酸無明顯現象
②加熱該試管，銅片上有氣泡產生，并聞到刺激性氣味
③檢驗產生的有刺激性氣味的氣體（檢驗方法及現象略）
④立即停止加熱
⑤將試管的殘液慢慢倒入少量水中，溶液呈藍色
[結論]
（1）由以上探究可知：猜想

②

是正確的．
（2）經檢驗產生的氣體是SO₂，立即停止加熱，可將多余的SO₂用

氫氧化鈉

溶液來吸收，反應方程式是

SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O

．
（3）銅與濃硫酸在加熱條件下反應的產物是SO₂和CuSO₄．
[反思與評價]
（1）操作⑤中，從安全角度考慮（填“能”或“不能”）

不能

將水倒入剩余的液體里，理由是

如果濃硫酸有剩余，溶于水放熱，比較危險

．
（2）探究結論中對產物是SO₂和CuSO₄的判斷是否正確？

不正確

，理由是

反應前后元素種類不同（或生成物中不含氫元素）

．請寫出正確的銅與濃硫酸在加熱條件下反應的化學方程式

Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+2H₂O+SO₂↑

．
[拓展與應用]
根據以上探究和已掌握知識，同學們設計了兩個利用廢銅屑、硫酸為原料制取硫酸銅的實驗方案．
甲方案：利用廢銅屑與濃硫酸在加熱條件下反應制取硫酸銅．
乙方案：在加熱條件下將廢銅屑在空氣中氧化成氧化銅，再將氧化銅與稀硫酸的反應制取硫酸銅．
請你從安全、節(jié)約、環(huán)保等方面進行評價較好方案是

乙方案

．
理由是（答一個即可）

不產生有害氣體二氧化硫

．

Answer 1

分析：根據提供的信息分析回答：濃硫酸具有強氧化性，可以在加熱的條件下與銅反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，二氧化硫是有毒的氣體，濃硫酸溶于水要放出大量的熱且密度比水大，稀釋時要將濃硫酸倒入水中．乙方案好，因為乙方案用稀硫酸，比較安全；硫酸的利用率比甲高；沒有污染空氣的SO₂生成．

解答：解：Ⅰ．[猜想與假設]做出的猜想有：在常溫下不能反應，但在加熱條件下能反應；在加熱條件下也不能反應；故答案為：猜想②在常溫下不能反應，但在加熱條件下能反應；猜想③在加熱條件下也不能反應；
Ⅱ．[結論]根據實驗現象可知，在加熱的條件下，銅與濃硫酸反應，猜想②準確；二氧化硫可以用氫氧化鈉溶液吸收，二氧化硫與氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水，配平即可；故答案為：（1）②（2）氫氧化鈉；SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O
Ⅲ．[反思與評價]濃硫酸溶于水要放出大量的熱且密度比水大，稀釋時要將濃硫酸倒入水中，試管中的殘液含有濃硫酸，故不能將水倒入殘液中；根據質量守恒定律，化學反應前后元素的種類不變，反應物為銅與濃硫酸，含銅、氫、硫、氧元素，反應后也應該含銅、氫、硫、氧元素，若只生成二氧化硫和硫酸銅，則元素不守恒；銅和濃硫酸反應生成硫酸銅和水和二氧化硫，配平即可；故答案為：（1）不能；如果濃硫酸有剩余，溶于水放熱，比較危險；（2）不正確；反應前后元素種類不同（或生成物中不含氫元素）；Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+2H₂O+SO₂↑
Ⅳ．[拓展與應用]乙方案用稀硫酸，比較安全；硫酸的利用率比甲高；沒有污染空氣的SO₂生成等；故答案為：乙方案；不產生有害氣體二氧化硫；

點評：本題屬于實驗設計題，排在氫后的金屬不與酸發(fā)生置換反應，但是可以和強氧化性的酸反應，濃硫酸具有強氧化性，完成本題，可以從題干給出的內容，提取有用的信息，分析歸納從而得出合理的答案，本考點主要出現在實驗題中．