Question

9．【发现问题】实验小组的同学发现：加热铜与浓硫酸的混合物，能生成一种无色有刺激性气味的气体和蓝色溶液．
【查阅资料】①某些不活泼的金属（如铜）能与一些强氧化性的酸（如浓硫酸）发生反应，生成水而不生成氢气，同时生成二氧化硫和铜盐．
②硫酸铜溶于水后，溶液呈酸性．
【知识回顾】铜、银不能 （填“能”或“不能”）与稀硫酸、盐酸反应产生氢气．
【分析讨论】（1）对于生成的蓝色溶液，小东认为可能是Cu（NO ₃） ₂溶液，小南认为不可能是Cu（NO ₃） ₂溶液，而可能是硫酸铜溶液，小南的理由是化学反应前后元素的种类不变．
（2）写出铜与浓硫酸共热的化学方程式Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑．
（3）小东根据化学方程式说，该方法适用于以铜为原料大量制取硫酸铜，小田认为不适宜．你能说出小田的一个理由吗？生成的二氧化硫能够污染环境．
【提出问题】上述蓝色溶液中有无硫酸剩余？
【实验论证】请设计一个实验来验证溶液中有无硫酸剩余（写出实验步骤、现象和结论）实验步骤：向溶液中加入足量的铁粉；
实验现象：产生气泡，（或不产生气泡）；
实验结论：溶液中含有硫酸，（或溶液中不含有硫酸）．
【反思评价】（1）请再设计一个实验来验证溶液中有无硫酸剩余（写出实验步骤、现象和结论）实验步骤：向溶液中加入足量碳酸钠溶液；
实验现象：产生气泡，（或不产生气泡）；
实验结论：溶液中含有硫酸，（或溶液中不含有硫酸）．
（2）同学们发现：将足量的铜和浓硫酸置于容器中加热，反应一段时间后，反应会逐渐变慢，最后反应停止，你能说出原因吗？铜和浓硫酸置于容器中加热会生成二氧化硫，随着反应进行，硫酸溶液中溶质质量分数逐渐减小，而铜不与稀硫酸反应，所以反应最后停止．

Answer 1

分析 化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变；
根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式；
二氧化硫有毒，逸散到空气中会污染环境；
铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；
碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳．

解答 解：【知识回顾】
铜、银的化学性质不活泼，不能与稀硫酸、盐酸反应产生氢气．
故填：不能．
【分析讨论】
（1）因为化学反应前后元素的种类不变，反应物中不含有氮元素，因此不可能是Cu（NO ₃） ₂溶液，而可能是硫酸铜溶液．
故填：化学反应前后元素的种类不变．
（2）铜与浓硫酸共热的化学方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑．
故填：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑．
（3）因为反应生成的二氧化硫是一种污染环境的物质，因此该方法不适用于以铜为原料大量制取硫酸铜．
故填：生成的二氧化硫能够污染环境．

【实验论证】
验证溶液中有无硫酸剩余的实验步骤、现象和结论为：实验步骤：向溶液中加入足量的铁粉；
实验现象：产生气泡，（或不产生气泡）；
实验结论：溶液中含有硫酸，（或溶液中不含有硫酸）．
故填：实验步骤：向溶液中加入足量的铁粉；
实验现象：产生气泡，（或不产生气泡）；
实验结论：溶液中含有硫酸，（或溶液中不含有硫酸）．
【反思评价】
（1）再设计一个实验来验证溶液中有无硫酸剩余的实验步骤、现象和结论为：实验步骤：向溶液中加入足量碳酸钠溶液；
实验现象：产生气泡，（或不产生气泡）；
实验结论：溶液中含有硫酸，（或溶液中不含有硫酸）．
故填：实验步骤：向溶液中加入足量碳酸钠溶液；
实验现象：产生气泡，（或不产生气泡）；
实验结论：溶液中含有硫酸，（或溶液中不含有硫酸）．
（2）同学们发现：将足量的铜和浓硫酸置于容器中加热，反应一段时间后，反应会逐渐变慢，最后反应停止，这是因为铜和浓硫酸置于容器中加热会生成二氧化硫，随着反应进行，硫酸溶液中溶质质量分数逐渐减小，而铜不与稀硫酸反应，所以反应最后停止．
故填：铜和浓硫酸置于容器中加热会生成二氧化硫，随着反应进行，硫酸溶液中溶质质量分数逐渐减小，而铜不与稀硫酸反应，所以反应最后停止．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．