Question

8．某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖裝置進(jìn)行銅與濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究．

（1）請寫出銅與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）從環(huán)境保護(hù)角度考慮，該方案存在不足，簡述理由濃硫酸和銅加熱反應(yīng)生成的二氧化硫是污染性氣體，如果堿液不足，過量的二氧化硫會排放到空氣中，SO₂造成環(huán)境污染；．
（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，0.1 摩爾Cu 與含0.2摩爾H₂SO₄ 的濃H₂SO₄反應(yīng)后，Cu 片和H₂SO₄都有剩余．①為什么余酸不與Cu片繼續(xù)反應(yīng)，簡述理由隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸被消耗，變?yōu)橄×蛩�，金屬活動順序表可知銅與稀硫酸不反應(yīng)，故反應(yīng)一段時間后，反應(yīng)物都有剩余，但反應(yīng)停止了．．
②可以證明有余酸的實(shí)驗(yàn)方案是ad（填寫字母編號）
（a）再加入鋅粒   （b）再加入BaCl₂溶液   （c）再加入銀粉   （d）再滴入NaHCO₃溶液
（4）實(shí)驗(yàn)過程中，還觀察到銅片表面有黑色物質(zhì)生成，查閱資料，預(yù)測黑色固體可能是CuS、Cu₂S、CuO中的一種，（已知金屬硫化物高溫灼燒生成金屬氧化物和SO₂．）假設(shè)學(xué)生們把實(shí)驗(yàn)中得到的黑色固體收集到一起，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．以下方法一定能夠確定黑色固體成份的是C
（A）將黑色樣品溶于硝酸，觀察產(chǎn)生氣體的狀況加以推斷
（B）將黑色樣品溶于硝酸，觀察溶液的顏色變化加以推斷
（C）將黑色樣品稱量，并高溫充分灼燒，根據(jù)產(chǎn)生氣體，及質(zhì)量變化加以判斷
（D）將黑色樣品在高溫下充分灼燒，通過觀察殘留固體的顏色來加以判斷．

Answer 1

分析 （1）銅與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水；
（2）濃硫酸和銅加熱反應(yīng)生成的二氧化硫是污染性氣體，該方案用蘸用堿液的棉花吸收，如果堿液不足，SO₂造成環(huán)境污染；
（3）①隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸被消耗，變?yōu)橄×蛩幔�金屬活動順序表可知銅與稀硫酸不反應(yīng)；
②可以證明有余酸的實(shí)驗(yàn)方案是利用硫酸和金屬反應(yīng)生成氣體、
（4）兩種樣品分別溶于硝酸，生成的產(chǎn)物相同，如：3CuS+8HNO₃（�。�$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu（NO₃）₂+3S↓+2NO↑+4H₂O、3Cu₂S+16HNO₃（�。�$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$6Cu（NO₃）₂+3S↓+4NO↑+8H₂O，用區(qū)別溶液的顏色或區(qū)別所產(chǎn)生的氣體不能鑒別CuS和Cu₂S，可用灼燒法，根據(jù)殘留物質(zhì)的質(zhì)量大小判斷．

解答 解：（1）銅與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)的方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）從環(huán)境保護(hù)角度考慮，銅與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，生成的二氧化硫是污染性氣體，該方案存在不足，二氧化硫是大氣污染性氣體，應(yīng)該用堿液吸收，從環(huán)境保護(hù)角度考慮，該方案用蘸有堿液的棉花吸收，如果堿液不足，SO₂造成環(huán)境污染，
故答案為：濃硫酸和銅加熱反應(yīng)生成的二氧化硫是污染性氣體，如果堿液不足，過量的二氧化硫會排放到空氣中，SO₂造成環(huán)境污染；
（3）①隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸被消耗，變?yōu)橄×蛩幔�金屬活動順序表可知銅與稀硫酸不反應(yīng)，0.1 摩爾Cu 與含0.2摩爾H₂SO₄ 的濃H₂SO₄反應(yīng)后，Cu 片和H₂SO₄都有剩余，余酸不與Cu片繼續(xù)反應(yīng)，
故答案為：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸被消耗，變?yōu)橄×蛩�，金屬活動順序表可知銅與稀硫酸不反應(yīng)，故反應(yīng)一段時間后，反應(yīng)物都有剩余，但反應(yīng)停止了；
②a．Cu+2H₂SO_4 （濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，溶液中若有H₂SO₄剩余，加入鋅粒，Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑，有氣泡產(chǎn)生，故a正確；
b．若加入氯化鋇溶液產(chǎn)生白色沉淀，不能說明有H₂SO₄剩余，因?yàn)樵摲磻?yīng)生成的CuSO₄也會提供SO₄^2-，故b錯誤；
c．不管H₂SO₄剩余與否，加入銀粉沒有現(xiàn)象，故c錯誤；
d．若加入碳酸氫鈉溶液，若有H₂SO₄剩余，H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O，有氣泡產(chǎn)生，故d正確，
故答案為：ad；
（4）兩種樣品分別溶于硝酸，生成的產(chǎn)物相同，如：3CuS+8HNO₃（�。�$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu（NO₃）₂+3S↓+2NO↑+4H₂O
3Cu₂S+16HNO₃（稀）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$6Cu（NO₃）₂+3S↓+4NO↑+8H₂O，
A．產(chǎn)生的氣體都為NO，不能區(qū)別，故A錯誤；
B．溶液的顏色都為藍(lán)色，故B錯誤；
C．等質(zhì)量的CuS和Cu₂S分別在高溫下灼燒都生成CuO和SO₂，但質(zhì)量變化不同，CuS灼燒后質(zhì)量減小，Cu₂S灼燒后殘留固體質(zhì)量不變，根據(jù)物質(zhì)的質(zhì)量可鑒別，故C正確；
D．灼燒后固體都為黑色的氧化銅，不能鑒別，故D錯誤，
故答案為：C．

點(diǎn)評 本題考查、金屬與濃硫酸、稀硫酸反應(yīng)的原理、物質(zhì)的鑒別實(shí)驗(yàn)方案的評價(jià)，題目難度中等，注意根據(jù)反應(yīng)的方程式結(jié)合生成物的性質(zhì)進(jìn)行判斷，特別注意第（3）證明有余酸的實(shí)驗(yàn)方案，只要證明該體系中有H⁺存在即可，而不是證明SO₄^2-的存在．