化學活動小組的同學在探究金屬的化學性質時,發(fā)現(xiàn)銅與稀硫酸在常溫或短時間加熱的條件下均不反應,那么銅與濃硫酸能否反應呢?
[猜想與假設]
猜想①在常溫下能反應.
猜想②________.
猜想③________.
[設計方案]
①將一小塊銅片放入試管中,加入濃硫酸無明顯現(xiàn)象
②加熱該試管,銅片上有氣泡產生,并聞到刺激性氣味
③檢驗產生的有刺激性氣味的氣體(檢驗方法及現(xiàn)象略)
④立即停止加熱
⑤將試管的殘液慢慢倒入少量水中,溶液呈藍色
[結論]
(1)由以上探究可知:猜想________是正確的.
(2)經檢驗產生的氣體是SO2,立即停止加熱,可將多余的SO2用________溶液來吸收,反應方程式是________.
(3)銅與濃硫酸在加熱條件下反應的產物是SO2和CuSO4.
[反思與評價]
(1)操作⑤中,從安全角度考慮(填“能”或“不能”)________將水倒入剩余的液體里,理由是________.
(2)探究結論中對產物是SO2和CuSO4的判斷是否正確?________,理由是________.請寫出正確的銅與濃硫酸在加熱條件下反應的化學方程式________.
[拓展與應用]
根據以上探究和已掌握知識,同學們設計了兩個利用廢銅屑、硫酸為原料制取硫酸銅的實驗方案.
甲方案:利用廢銅屑與濃硫酸在加熱條件下反應制取硫酸銅.
乙方案:在加熱條件下將廢銅屑在空氣中氧化成氧化銅,再將氧化銅與稀硫酸的反應制取硫酸銅.
請你從安全、節(jié)約、環(huán)保等方面進行評價較好方案是________.
理由是(答一個即可)________.
解:Ⅰ.[猜想與假設]做出的猜想有:在常溫下不能反應,但在加熱條件下能反應;在加熱條件下也不能反應;故答案為:猜想②在常溫下不能反應,但在加熱條件下能反應;猜想③在加熱條件下也不能反應;
Ⅱ.[結論]根據實驗現(xiàn)象可知,在加熱的條件下,銅與濃硫酸反應,猜想②準確;二氧化硫可以用氫氧化鈉溶液吸收,二氧化硫與氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水,配平即可;故答案為:(1)②(2)氫氧化鈉;SO
2+2NaOH=Na
2SO
3+H
2O
Ⅲ.[反思與評價]濃硫酸溶于水要放出大量的熱且密度比水大,稀釋時要將濃硫酸倒入水中,試管中的殘液含有濃硫酸,故不能將水倒入殘液中;根據質量守恒定律,化學反應前后元素的種類不變,反應物為銅與濃硫酸,含銅、氫、硫、氧元素,反應后也應該含銅、氫、硫、氧元素,若只生成二氧化硫和硫酸銅,則元素不守恒;銅和濃硫酸反應生成硫酸銅和水和二氧化硫,配平即可;故答案為:(1)不能;如果濃硫酸有剩余,溶于水放熱,比較危險;(2)不正確;反應前后元素種類不同(或生成物中不含氫元素);Cu+2H
2SO
4(濃)
CuSO
4+2H
2O+SO
2↑
Ⅳ.[拓展與應用]乙方案用稀硫酸,比較安全;硫酸的利用率比甲高;沒有污染空氣的SO
2生成等;故答案為:乙方案;不產生有害氣體二氧化硫;
分析:根據提供的信息分析回答:濃硫酸具有強氧化性,可以在加熱的條件下與銅反應生成硫酸銅、二氧化硫和水,二氧化硫是有毒的氣體,濃硫酸溶于水要放出大量的熱且密度比水大,稀釋時要將濃硫酸倒入水中.乙方案好,因為乙方案用稀硫酸,比較安全;硫酸的利用率比甲高;沒有污染空氣的SO
2生成.
點評:本題屬于實驗設計題,排在氫后的金屬不與酸發(fā)生置換反應,但是可以和強氧化性的酸反應,濃硫酸具有強氧化性,完成本題,可以從題干給出的內容,提取有用的信息,分析歸納從而得出合理的答案,本考點主要出現(xiàn)在實驗題中.