Question

1．下列是某興趣小組研究濃硫酸的氧化性的結(jié)論并進行了實驗驗證：
①一般認為1：1的硫酸濃度大于60%，就具有一定的氧化性，越濃氧化性越強，60%以下的H₂SO₄氧化性就不怎么強了．
②溫度也影響氧化性，如銅放于冷的濃硫酸中反應不明顯，如果加熱就可以觀察到明顯現(xiàn)象．
③98%的濃硫酸物質(zhì)的量濃度為18.4mol•L^-1，密度為1.84g•cm^-3
據(jù)以上信息回答：
（1）如圖裝置，同學甲先向帶支管的試管中放入銅粉和3mL水，然后從分液漏斗中加98%的濃硫酸10-15滴（約0.5mL），加熱至沸騰，該試管中液體是否有有明顯變化無
．試用數(shù)據(jù)解釋原因H₂SO₄溶液的質(zhì)量分數(shù)為23%＜60%，其氧化性不強，所以無明顯現(xiàn)象．
（2）甲同學再用分液漏斗加濃硫酸10mL再加熱至沸騰，現(xiàn)象是銅片慢慢溶解，帶支管的試管中溶液漸成藍色，小試管中品紅褪色．
（3）乙同學利用所示裝置直接從分液漏斗中加濃硫酸10mL與銅片反應．所觀察到與甲不同的現(xiàn)象是液體無色或淺藍色，有白色固體在試管底部析出原因是98%濃H₂SO₄有吸水性，生成無水CuSO₄．為了最終看到與甲類似的現(xiàn)象，乙同學需進行的操作是待支管的試管冷卻后沿燒杯壁緩緩加入到水中，并不斷用玻璃棒攪拌．
（4）乙同學進行加熱，還在帶支管的試管中觀察到有黑色物質(zhì)出現(xiàn)，大膽假設(shè)此物質(zhì)是Cu₂S或硫化銅或Cu₂S與硫化銅的混合物．

Answer 1

分析 （1）98%的濃H₂SO₄ 0.5mL與3mL水混合后溶液的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{0.5mL×1.84g/ml×98%}{0.5mL×1.84g/mL+3g}$×100%=23%，60%以下的H₂SO₄氧化性較弱，不與銅反應；
（2）計算出加入再10mL濃硫酸后溶液中硫酸的質(zhì)量分數(shù)，然后判斷是否反應及反應現(xiàn)象；
（3）濃硫酸具有吸水性，將硫酸銅變成無水硫酸銅，據(jù)此判斷反應現(xiàn)象；可以將冷卻后的溶液加入盛有水的燒杯中觀察；
（4）根據(jù)銅與濃硫酸反應可能生成黑色的Cu₂S或硫化銅分析．

解答 解：（1）98%的濃H₂SO₄ 0.5mL與3mL水混合后溶液的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{0.5mL×1.84g/ml×98%}{0.5mL×1.84g/mL+3g}$×100%=23%，小于60%，60%以下的H₂SO₄氧化性較弱，與銅不反應，所以沒有明顯現(xiàn)象，
故答案為：無；H₂SO₄溶液的質(zhì)量分數(shù)為23%＜60%，其氧化性不強，所以無明顯現(xiàn)象；
（2）甲同學再用分液漏斗加濃硫酸10mL，此時硫酸的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{10.5mL×1.84g/mL×98%}{10.5mL×1.84g/mL+3g}$×100%=86.3%＞60%，所以加熱后濃硫酸與銅發(fā)生反應，現(xiàn)象為：銅片慢慢溶解，帶支管的試管中溶液漸成藍色，小試管中品紅褪色，
故答案為：銅片慢慢溶解，帶支管的試管中溶液漸成藍色，小試管中品紅褪色；
（3）乙同學利用所示裝置直接從分液漏斗中加濃硫酸10mL與銅片反應，由于原因是98%濃H₂SO₄有吸水性，生成無水CuSO₄，則會觀察到液體無色或淺藍色，有白色固體在試管底部析出；為了最終看到與甲類似的現(xiàn)象，應該待支管的試管冷卻后沿燒杯壁緩緩加入到水中，并不斷用玻璃棒攪拌，
故答案為：液體無色或淺藍色，有白色固體在試管底部析出；98%濃H₂SO₄有吸水性，生成無水CuSO₄；待支管的試管冷卻后沿燒杯壁緩緩加入到水中，并不斷用玻璃棒攪拌；
（4）銅與濃硫酸反應可能生成Cu₂S或硫化銅，所以黑色物質(zhì)可能為Cu₂S或硫化銅或Cu₂S與硫化銅的混合物，
故答案為：Cu₂S或硫化銅或Cu₂S與硫化銅的混合物．

點評 本題考查了性質(zhì)實驗方案的設(shè)計，題目難度中等，明確題干信息及實驗目的為解答關(guān)鍵，試題側(cè)重考查學生的分析、理解能力及化學實驗能力，（1）為易錯點，需要通過計算結(jié)果進行判斷，注意掌握性質(zhì)實驗方案設(shè)計與評價原則．