Question

【題目】銅與硫酸在常溫下不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在加熱條件下是否可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)呢？化學(xué)學(xué)習(xí)小組同學(xué)開展以下探究活動,請你參與。

（探究活動一）

[實(shí)驗(yàn)1] 取某溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)硫酸溶液于試管中，插入足量的細(xì)銅絲加熱至沸騰，無明顯現(xiàn)象；繼續(xù)加熱一段時間，聞到刺激性氣味，溶液顯藍(lán)色。

[老師提示]：刺激性氣味的氣體可能是二氧化硫。

[查閱資料]①二氧化硫可以使品紅溶液褪色； ②二氧化硫與二氧化碳部分化學(xué)性質(zhì)相似，能與水反應(yīng)，也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。

[實(shí)驗(yàn)2] 采用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證“實(shí)驗(yàn)1” 中產(chǎn)生的氣體。（圖上硫酸溶液前加上80%）

（1）觀察到：A試管______________，說明在加熱條件下，銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生了二氧化硫氣體。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________ 。

（探究活動二）

同學(xué)們?yōu)樘骄繉?shí)驗(yàn)1中“加熱初始不反應(yīng)，一段時間后發(fā)生反應(yīng)”的原因，再進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

[實(shí)驗(yàn)3] 在“實(shí)驗(yàn)2”的裝置中，把A試管中的品紅溶液換成紫色石蕊試液，取幾種不同溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸溶液各2mL，分別與質(zhì)量相同、形狀相同的細(xì)銅絲進(jìn)行試驗(yàn)，（每次實(shí)驗(yàn)都加熱至沸騰的時候），實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表。

硫酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)	98%	80%	68%	44%	38%	32%	20%
石蕊試液的顏色	紅色	紅色	紅色	紅色	紫色	紫色	紫色

[分析討論]

（3）上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在加熱至沸騰的條件下，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)至少不小于____的硫酸溶液都可以與銅反應(yīng)。

（4）要獲得比實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果即在加熱到沸騰時，能與銅反應(yīng)的硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)更精確的數(shù)據(jù)范圍，請你設(shè)計進(jìn)一步探究的實(shí)驗(yàn)方案：_____________ 。

（5）“實(shí)驗(yàn)1”中加熱至沸騰一段時間后銅才能與硫酸反應(yīng)的原因是______________。

[反思與評價]

（6）二氧化硫?yàn)橛卸練怏w，為防止其污染空氣，在“實(shí)驗(yàn)2”中，需對實(shí)驗(yàn)裝置中的導(dǎo)管口K處排出的尾氣進(jìn)行處理，方法是______。

Answer 1

【答案】品紅溶液褪色 Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O 44% 選擇硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在38％～44％之間的硫酸和銅混合加熱至沸騰，觀察石蕊試液是否變紅色，從而確定能與銅反應(yīng)的硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)更精確的數(shù)據(jù)范圍 加熱使溶液中的水不斷蒸發(fā)，硫酸濃度逐漸増大，當(dāng)達(dá)到一定濃度時，硫酸與銅發(fā)生反應(yīng) 把尾氣通入氫氧化鈉溶液中，或收集起來進(jìn)行再利用

【解析】

銅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水；二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸

鈉和水，和水反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸顯酸性，能使石蕊試液變紅色。

（1）A試管品紅溶液褪色，說明在加熱條件下，銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生了二氧化硫氣體。銅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、水和二氧化硫，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O。

（2）上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在加熱至沸騰的條件下，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)至少不小于44%時，石蕊試液都變紅色，說明都生成了二氧化硫氣體，即銅都能和硫酸反應(yīng)。

（3）要獲得比實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果即在加熱到沸騰時，能與銅反應(yīng)的硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)更精確的數(shù)據(jù)范圍，實(shí)驗(yàn)方案：選擇硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在38%～44%之間的硫酸分別和銅混合加熱至沸騰，觀察石蕊試液是否變紅色，從而確定能與銅反應(yīng)的硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)更精確的數(shù)據(jù)范圍。

（4）“實(shí)驗(yàn)1”中加熱至沸騰一段時間后銅オ能與硫酸反應(yīng)的原因是:加熱使溶液中的水不斷蒸發(fā)，硫酸濃度逐漸増大，當(dāng)達(dá)到一定濃度時，硫酸與銅發(fā)生反應(yīng)。

（5）二氧化硫?yàn)橛卸練怏w，為防止其污染空氣，在“實(shí)驗(yàn)2”中，需對實(shí)驗(yàn)裝置中的導(dǎo)管口K處排出的尾氣進(jìn)行處理，方法是：把尾氣通入氫氧化鈉溶液中，或收集起來進(jìn)行再利用。