Question

14．某興趣小組在實驗室用銅和硫酸為原料多種方法制取硫酸銅．制備方法如下：
Ⅰ．方法一：
（1）濃硫酸試劑瓶上適合貼上的標(biāo)簽是BD（填序號）．

（2）甲同學(xué)取6.4 g銅片和10 mL 18 mol•L^-1濃硫酸，放在試管中共熱時發(fā)現(xiàn)，銅與熱的濃硫酸反應(yīng)后并沒有得到預(yù)期的藍(lán)色溶液，而是在試管底部看到灰白色沉淀．甲同學(xué)為了驗證其中白色沉淀主要成分．設(shè)計下列實驗：
實驗步驟：傾倒掉上層液體后，向所得灰白色的固體中加入適量蒸餾水，邊加邊攪拌．
實驗現(xiàn)象：沉淀中白色物質(zhì)溶解，溶液變藍(lán)色；
實驗結(jié)論：所得白色固體的化學(xué)式為CuSO₄．
（3）乙還觀察到加熱過程中，起初液面以上出現(xiàn)大量白色煙霧，在試管內(nèi)壁上部析出少量淡黃色固體物質(zhì)，持續(xù)加熱，淡黃色固體物質(zhì)又慢慢地溶于濃硫酸而消失．淡黃色固體消失的原因是（用化學(xué)反應(yīng)方程式回答）S+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3SO₂↑+2H₂O．直到最后反應(yīng)完畢，發(fā)現(xiàn)試管中還有銅片剩余．乙根據(jù)自己所學(xué)的化學(xué)知識，認(rèn)為試管中還有硫酸剩余．他這樣認(rèn)為的理由是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸的濃度逐漸變小，由濃變稀，稀硫酸不能與銅發(fā)生反應(yīng)．
Ⅱ．方法二：
（4）丙同學(xué)認(rèn)為甲設(shè)計的實驗方案不好，他自己設(shè)計的思路是：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．對比甲的方案，你認(rèn)為丙同學(xué)的優(yōu)點是①產(chǎn)生等量的硫酸銅，乙消耗的硫酸更少，②不產(chǎn)生污染物SO₂．
（3）方法三：
（5）丁同學(xué)取一銅片和稀硫酸放在試管中，再向其中滴入雙氧水，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸呈藍(lán)色．寫出反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)濃硫酸具有強(qiáng)烈的腐蝕性、強(qiáng)氧化性選擇標(biāo)簽；
（2）硫酸銅粉末為白色，而硫酸銅溶液為藍(lán)色，無水硫酸銅溶于水生成藍(lán)色的硫酸銅溶液，據(jù)此解答；
（3）硫與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫和水；銅與濃硫酸反應(yīng)，與稀硫酸不反應(yīng)；
（4）該過程中不生成有毒氣體二氧化硫；使用硫酸的量少；
（5）Cu作還原劑，雙氧水作氧化劑，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸銅；

解答 解：（1）濃硫酸具有強(qiáng)烈的腐蝕性、強(qiáng)氧化性，所以選擇的標(biāo)簽為BD，
故答案為：BD；
（2）硫酸銅粉末為白色，而硫酸銅溶液為藍(lán)色，無水硫酸銅溶于水得到藍(lán)色溶液，看到現(xiàn)象為沉淀中白色物質(zhì)溶解，溶液變藍(lán)色；則所得白色固體為CuSO₄；
故答案為：沉淀中白色物質(zhì)溶解，溶液變藍(lán)色；CuSO₄；
（3）硫與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫和水，化學(xué)方程式：S+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3SO₂↑+2H₂O；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸的濃度逐漸變小，由濃變稀，稀硫酸不能與銅發(fā)生反應(yīng)，銅與濃硫酸反應(yīng)，與稀硫酸不反應(yīng)；
故答案為：S+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3SO₂↑+2H₂O； 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸的濃度逐漸變小，由濃變稀，稀硫酸不能與銅發(fā)生反應(yīng)；
（4）依據(jù)方程式可知：產(chǎn)生等量的硫酸銅，乙消耗的硫酸更少，而且不產(chǎn)生污染物SO2；
故答案：產(chǎn)生等量的硫酸銅，乙消耗的硫酸更少；不產(chǎn)生污染物SO₂；
（5）銅片和稀硫酸放在試管中，再向其中滴入雙氧水，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸呈藍(lán)色，是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)所致，該反應(yīng)為Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O，
故答案為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O．

點評 本題考查了濃硫酸的性質(zhì)，明確濃硫酸具有強(qiáng)氧化性及發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，題目難度不大．