Question

【题目】为研究铜与浓硫酸的反应，某化学兴趣小组进行如下实验． 实验I：反应产物的定性探究，按如图装置（固定装置已略去）进行实验

（1）A装置的试管中发生反应的化学方程式是________________________________；F装置的作用是______________________；B装置中的现象是_________________________。

（2）实验过程中，能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是：D装置中____________，E装置中_________________________。

（3）实验结束时，应先_________，再关闭K1 ， K2，然后撤去所有酒精灯。

（4）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，需将溶液稀释，操作方法是___________________________________________。

实验Ⅱ：反应产物的定量探究

（5）在铜与浓硫酸反应的过程中，发现有黑色物质出现，且黑色物质为Cu2S。产生Cu2S的反应为a H2SO4+bCu cCu2S+dCuSO4+e H2O，则a：b=_________________。

（6）为测定硫酸铜的产率，将该反应所得溶液中和后配制成250.00mL溶液，取该溶液25.00mL加入足量KI溶液中振荡，生成的I2恰好与20.00mL 0.30molL﹣1的Na2S2O3溶液反应，若反应消耗铜的质量为9.6g，则硫酸铜的产率为_____________。（已知2Cu2++4I﹣=2CuI+I2， 2S2O32﹣+I2=S4O62﹣+2I﹣）（注：硫酸铜的产率指的是硫酸铜的实际产量与理论产量的比值）

Answer 1

【答案】Cu+2H2SO4（浓）= CuSO4+SO2↑+2H2O 吸收多余的SO2，防止其污染环境 白色粉末变蓝色 黑色固体颜色无变化 品红溶液褪色 拉起铜丝 将A装置中冷却的混合溶液沿烧杯内壁缓缓倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌，观察是否有蓝色出现 4：5 40%

【解析】

加热条件下，Cu和浓硫酸发生氧化还原反应生成CuSO4、SO2、H2O，SO2气体混有H2O，H2O能使无水CuSO4变蓝色，利用浓硫酸吸水性，干燥SO2，H2具有还原性，能够还原CuO，SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，SO2有毒，不能排放到空气，需要用碱液吸收；

（1）铜和浓硫酸在加热条件下发生反应：Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O，SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，不能吸收SO2，SO2有毒，必须尾气处理，即NaOH溶液的作用是吸收多余的SO2，防止其污染环境；无水硫酸铜的作用是检验产物中是否含有水，根据铜和浓硫酸反应方程式中，产物中含有水，因此装置B的现象是白色粉末变蓝色；

（2）证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素，说明Cu和浓硫酸反应产生SO2，不产生H2，即装置D中固体颜色无变化，SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，即装置E的现象是品红溶液褪色；

（3）实验结束时，应先拉起铜丝，让反应停止，再关闭K1和K2，防止C和E中的溶液倒吸，炸裂玻璃管；

（4）验证生成的溶液中含有Cu2＋，需要把试管的液体倒入水中溶解，观察是否出现蓝色的溶液，因为含有反应后的溶液中含有硫酸，因此操作是将A装置中冷却的混合溶液沿烧杯内壁缓缓倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌，观察是否有蓝色出现；

（5）根据反应方程式，Cu元素化合价由0价变为＋1价、＋2价，S元素的化合价由＋6价变为－2价，转移电子数为6，根据得失电子数守恒以及原子守恒，得出5Cu＋4H2SO4Cu2S＋3CuSO4＋4H2O，即a：b=4：5；

（6）根据反应方程式得出：2Cu2＋～I2～2S2O32－，250mL溶液中n(Cu2＋)==0.06mol，反应消耗铜的物质的量为9.6g/64g·mol－1=0.15mol，则硫酸铜的产率为0.06mol/0.15mol×100%=40%。