Question

化学活动小组的同学在探究金属的化学性质时，发现铜与稀硫酸在常温或短时间加热的条件下均不反应，那么铜与浓硫酸能否反应呢？
[猜想与假设]
猜想①在常温下能反应．
猜想②________．
猜想③________．
[设计方案]
①将一小块铜片放入试管中，加入浓硫酸无明显现象
②加热该试管，铜片上有气泡产生，并闻到刺激性气味
③检验产生的有刺激性气味的气体（检验方法及现象略）
④立即停止加热
⑤将试管的残液慢慢倒入少量水中，溶液呈蓝色
[结论]
（1）由以上探究可知：猜想________是正确的．
（2）经检验产生的气体是SO₂，立即停止加热，可将多余的SO₂用________溶液来吸收，反应方程式是________．
（3）铜与浓硫酸在加热条件下反应的产物是SO₂和CuSO₄．
[反思与评价]
（1）操作⑤中，从安全角度考虑（填“能”或“不能”）________将水倒入剩余的液体里，理由是________．
（2）探究结论中对产物是SO₂和CuSO₄的判断是否正确？________，理由是________．请写出正确的铜与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式________．
[拓展与应用]
根据以上探究和已掌握知识，同学们设计了两个利用废铜屑、硫酸为原料制取硫酸铜的实验方案．
甲方案：利用废铜屑与浓硫酸在加热条件下反应制取硫酸铜．
乙方案：在加热条件下将废铜屑在空气中氧化成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸的反应制取硫酸铜．
请你从安全、节约、环保等方面进行评价较好方案是________．
理由是（答一个即可）________．

Answer 1

解：Ⅰ．[猜想与假设]做出的猜想有：在常温下不能反应，但在加热条件下能反应；在加热条件下也不能反应；故答案为：猜想②在常温下不能反应，但在加热条件下能反应；猜想③在加热条件下也不能反应；
Ⅱ．[结论]根据实验现象可知，在加热的条件下，铜与浓硫酸反应，猜想②准确；二氧化硫可以用氢氧化钠溶液吸收，二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，配平即可；故答案为：（1）②（2）氢氧化钠；SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O
Ⅲ．[反思与评价]浓硫酸溶于水要放出大量的热且密度比水大，稀释时要将浓硫酸倒入水中，试管中的残液含有浓硫酸，故不能将水倒入残液中；根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应物为铜与浓硫酸，含铜、氢、硫、氧元素，反应后也应该含铜、氢、硫、氧元素，若只生成二氧化硫和硫酸铜，则元素不守恒；铜和浓硫酸反应生成硫酸铜和水和二氧化硫，配平即可；故答案为：（1）不能；如果浓硫酸有剩余，溶于水放热，比较危险；（2）不正确；反应前后元素种类不同（或生成物中不含氢元素）；Cu+2H₂SO₄（浓）CuSO₄+2H₂O+SO₂↑
Ⅳ．[拓展与应用]乙方案用稀硫酸，比较安全；硫酸的利用率比甲高；没有污染空气的SO₂生成等；故答案为：乙方案；不产生有害气体二氧化硫；
分析：根据提供的信息分析回答：浓硫酸具有强氧化性，可以在加热的条件下与铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，二氧化硫是有毒的气体，浓硫酸溶于水要放出大量的热且密度比水大，稀释时要将浓硫酸倒入水中．乙方案好，因为乙方案用稀硫酸，比较安全；硫酸的利用率比甲高；没有污染空气的SO₂生成．
点评：本题属于实验设计题，排在氢后的金属不与酸发生置换反应，但是可以和强氧化性的酸反应，浓硫酸具有强氧化性，完成本题，可以从题干给出的内容，提取有用的信息，分析归纳从而得出合理的答案，本考点主要出现在实验题中．