题目

题型：不详难度：来源：

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
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                                            。
（2）F烧杯中的溶液通常是               。
（3）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                                                                                               。
（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的操作方法是                                                                                                                                                                                               。
（5）为说明浓硫酸中的水是否影响B装置现象的判断，还须进行一次实验。实验方案为                                                                                                                                                                                               。
实验Ⅱ　反应产物的定量探究
（6）在铜与浓硫酸反应的过程中，发现有黑色物质出现，经查阅文献获得下列资料。
资料1：

硫酸/mol·L－1	黑色物质出现的温度/℃	黑色物质消失的温度/℃
15	约150	约236
16	约140	约250
18	约120	不消失

 
资料2：X射线晶体分析表明，铜与浓硫酸反应生成的黑色物质为Cu₂S、CuS、Cu₇S₄中的一种或几种。仅由上述资料可得出的正确结论是       __。
a．铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个
b．硫酸浓度选择适当，可避免最后产物中出现黑色物质
c．该反应发生的条件之一是硫酸浓度≥15  mol·L^－1
d．硫酸浓度越大，黑色物质越快出现、越难消失
（7）为测出硫酸铜的产率，将该反应所得溶液中和后配制成250.00 mL溶液，取该溶液25.00 mL加入足量KI溶液振荡，以淀粉溶液为指示剂，用b  mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂，3次实验平均消耗该Na₂S₂O₃溶液V mL。若反应消耗铜的质量为a g，则硫酸铜的产率为    _。（已知：2Cu^2＋＋4I^－=2CuI＋I₂，2S₂O₃^2-＋I₂=S₄O₆^2-＋2I^－）

答案

（1）Cu＋2H₂SO₄（浓）CuSO₄＋SO₂↑＋2H₂O
（2）NaOH溶液（或酸性KMnO₄溶液等）
（3）D装置中黑色固体颜色无变化，E中溶液褪色
（4）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
（5）使用上述装置，不放入铜丝进行实验，观察无水硫酸铜是否变蓝
（6）abd　（7）%

解析

（1）反应的还原产物为SO₂；（2）该实验尾气为SO₂，可以用强碱或者强氧化剂溶液吸收；（3）要证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素则需证明A中还原产物为SO₂而非H₂，产物为SO₂则D中黑色固体颜色不变，E中品红溶液会褪色；（4）若含有Cu^2＋则溶于水显蓝色；（5）对比实验中，不加入铜丝则反应不会发生，由现象可以判断反应外的因素对实验是否存在影响；（6）生成物可能不止一种，则反应可能不止一个，a项正确；硫酸浓度越低，黑色物质出现的温度越高，消失的温度越低，则硫酸浓度选择适当，可避免最后产物中出现黑色物质，b项正确；只要控制在合适的温度，浓硫酸浓度小于15 mol/L也可与铜反应，c项错误；硫酸浓度越大，黑色物质出现温度越低，消失温度越高，d项正确；（7）滴定反应溶液中铜离子的物质的量为 mol，滴定I₂消耗的Na₂S₂O₃的物质的量为 mol，可知反应生成的I₂的物质的量为 mol，反应生成的Cu^2＋的物质的量为 mol，则CuSO₄的产率为%。