Question

10．某课外活动小组为探究金属与浓硫酸反应，进行了如下实验．
Ⅰ．探究浓硫酸与铜反应时硫元素与氢元素的氧化性强弱：实验装置如图所示．（固定装置已略去）

（1）A中反应的化学方程式为2H₂SO₄（浓）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+SO₄^2-+Cu²⁺+2H₂O；A装置铜丝如图设计的原因是增大铜与浓硫酸的接触面积，反应随时发生，随时停止．
（2）C中浓硫酸的作用是除去反应中产生的水蒸气．
（3）F烧杯中的溶液通常是NaOH溶液（或酸性KMnO₄溶液等）．
（4）实验过程中，能证明浓硫酸与铜反应后产物中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是D装置中黑色固体颜色无变化，E中溶液褪色．
（5）实验结束后，证明A装置试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是将A装置中试管内冷却的混合物沿杯壁（或玻璃棒）缓缓倒入盛有水的烧杯中，并不断搅拌，看溶液是否变蓝．

Answer 1

分析 （1）铜与浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫气体和水，据此写出反应的化学方程式；铜丝完成螺旋状是为了增大与浓硫酸的接触面积增大反应速率，抽出后可以停止反应；
（2）C中浓硫酸是吸收气体中的水蒸气；
（3）二氧化硫有毒，多余的二氧化硫气体需要用氢氧化钠溶液或酸性高锰酸钾溶液吸收；
（4）根据C中氧化铜是否被还原及E中品红溶液是否褪色判断；
（5）反应后的混合液中含有浓硫酸，不能向冷却后的溶液中加水，否则会导致液体溅出，应该类比稀释浓硫酸的方法进行操作．

解答 解：Ⅰ．（1）碳和浓硫酸在加热条件下生成二氧化碳、二氧化硫和水，反应的化学方程式为：2H₂SO₄（浓）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+SO₄^2-+Cu²⁺+2H₂O，A装置铜丝如图设计的原因是增大铜与浓硫酸的接触面积，反应随时发生，随时停止，
故答案为：2H₂SO₄（浓）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+SO₄^2-+Cu²⁺+2H₂O；增大铜与浓硫酸的接触面积，反应随时发生，随时停止；
（2）C中浓硫酸是吸收气体中的水蒸气，防止进入装置D炸裂试管，
故答案为：除去反应中产生的水蒸气；
（3）二氧化硫气体是一种有毒气体，剩余的二氧化硫气体不能直接排放，应该用NaOH溶液或酸性KMnO₄溶液等吸收，
故答案为：NaOH溶液（或酸性KMnO₄溶液等）；
（4）由于D装置中黑色固体颜色无变化，E中溶液褪色，说明反应生成了二氧化硫，证明反应中S元素被还原，在反应中作氧化剂，而氢离子没有被还原，所以浓硫酸的中S的氧化性大于氢离子，
故答案为：D装置中黑色固体颜色无变化，E中溶液褪色；
（5）含有铜离子的溶液显示蓝色，需要将反应后的溶液用水稀释，由于反应后的溶液中含有浓硫酸，所以应该将A装置中试管内冷却的混合物沿杯壁（或玻璃棒）缓缓倒入盛有水的烧杯中，并不断搅拌，看溶液是否变蓝，
故答案为：将A装置中试管内冷却的混合物沿杯壁（或玻璃棒）缓缓倒入盛有水的烧杯中，并不断搅拌，看溶液是否变蓝．

点评 本题考查了浓硫酸的性质、常见气体检验的方法和操作顺序、对实验原理的理解等，题目难度中等，注意掌握浓硫酸的性质及常见气体的检验方法．