Question

【題目】為研究銅與濃硫酸的反應(yīng)，某化學(xué)興趣小組進行如下實驗．

實驗I：反應(yīng)產(chǎn)物的定性探究，按如圖裝置（固定裝置已略去）進行實驗

(1)A裝置的試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________；F裝置的燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是__________________________；B裝置中的現(xiàn)象是_________。

(2)實驗過程中，能證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素的現(xiàn)象是______________ 。

(3)實驗結(jié)束時，撤去所有酒精燈之前必須完成的實驗操作是_________________。

(4)實驗結(jié)束后，證明A裝置試管中反應(yīng)所得產(chǎn)物是否含有銅離子，需將溶液稀釋，操作方法是________________________________。

實驗Ⅱ：反應(yīng)產(chǎn)物的定量探究

(5)在銅與濃硫酸反應(yīng)的過程中，發(fā)現(xiàn)有黑色物質(zhì)出現(xiàn)，且黑色物質(zhì)為Cu2S。產(chǎn)生Cu2S的反應(yīng)為aCu+bH2SO4 cCu2S+dCuSO4+e H2O，則a：b=______________。

(6)為測定硫酸銅的產(chǎn)率，將該反應(yīng)所得溶液中和后配制成250.00mL溶液，取該溶液25.00mL加入足量KI溶液中振蕩，生成的I2恰好與20.00mL 0.30molL﹣1的Na2S2O3溶液反應(yīng)，若反應(yīng)消耗銅的質(zhì)量為6.4g，則硫酸銅的產(chǎn)率為_________________。（已知2Cu2++4I﹣=2CuI+I2， 2S2O32﹣+I2=S4O62﹣+2I﹣） 【注：硫酸銅的產(chǎn)率指的是硫酸銅的實際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值】

Answer 1

【答案】 Cu+2H2SO4（濃） CuSO4+SO2↑+2H2O SO2+2OH﹣=SO32﹣+H2O 白色粉末變藍(lán)色 D裝置中黑色固體顏色無變化，E裝置中溶液褪色 拉起銅絲，關(guān)閉K1 ， K2 將A裝置中冷卻的混合溶液沿?zé)�杯�?nèi)壁緩緩倒入盛水的燒杯中，并不斷攪拌，觀察是否有藍(lán)色出現(xiàn) 5：4 60%

【解析】
（1）A裝置的試管中銅和濃硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cu+2H2SO4（濃） CuSO4+SO2↑+2H2O；二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物，�?/span>NaOH反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，離子反應(yīng)方程式為SO2+2OH-=SO32-+H2O；水具有揮發(fā)性，升高溫度促進其揮發(fā)，所以生成的氣體中含有水蒸氣，水蒸氣能使無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{(lán)色，所以B裝置中的現(xiàn)象是：白色粉末變藍(lán)色；
（2）證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素，利用元素化合價變化生成的產(chǎn)物分析判斷，若生成氫氣，D裝置會黑色變化為紅色，若生成二氧化硫E裝置中品紅會褪色，所以證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素的實驗現(xiàn)象是，D裝置中氧化銅黑色不變化，說明無氫氣生成，E裝置中品紅試液褪色說明生成了二氧化硫氣體；
（3）實驗結(jié)束時，拉起銅絲，撤去所有酒精燈之前必須完成的實驗操作是關(guān)閉K1，K2，防止CE中的溶液倒吸，炸裂玻璃管；
（4）驗證生成的溶液中含有銅離子，需要把試管中的液體倒入水中溶解，觀察是否出現(xiàn)藍(lán)色溶液，將A裝置中冷卻的混合溶液沿?zé)�杯�?nèi)壁緩緩倒入盛水的燒杯中，并不斷攪拌，出現(xiàn)藍(lán)色溶液證明含有銅離子；

（5）aCu+bH2SO4cCu2S+dCuSO4+eH2O中Cu元素化合價由0價變?yōu)?/span>+1價、+2價、S元素化合價由+6價變?yōu)?/span>-2價，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒及原子守恒配平方程式為5Cu+4H2SO4Cu2S+3CuSO4+4H2O，所以a︰b=5︰4；
（6）根據(jù)2Cu2++4I-=2CuI+I2、2S2O32-+I2=S4O62-+2I-得2Cu2+～I2～2S2O32-，
設(shè)制得的溶液中硫酸銅的物質(zhì)的量濃度為xmol/L，
2Cu2+～I2～2S2O32-，
2mol2mol
0.025xmol （0.3×0.02）mol
2molL︰2mol=0.025xmol︰（0.3×0.02）mol
x==0.24，
則250mL溶液中n（Cu2+）=0.24mol/L×0.25L=0.06mol，參加反應(yīng)的n（Cu）==0.1mol，
則硫酸銅的產(chǎn)率=×100%=60%。