Question

15．小紅和她的同學學習了金屬活動性及稀硫酸的一些性質后，對銅與濃硫酸能否發生反應產生了興趣，并進行了如下探究：
【提出問題】猜想Ⅰ：銅與濃硫酸不能反應；
猜想Ⅱ：銅與濃硫酸能反應，且可能生成氫氣．
【實驗探究】實驗Ⅰ：在一支試管中加入一小片銅，再加入少量的濃硫酸，放置一段時間，試管中無現象；
實驗Ⅱ：再給上述試管加熱，試管中產生有刺激性氣味的氣體，將反應后的溶液小心地注入到盛有少量水的燒杯中，溶液呈現出明顯的藍色．
【分析猜想】（1）溶液呈藍色，說明生成了CuSO₄（硫酸銅）
（2）根據實驗現象及已有的知識推斷，產生的氣體不可能是氫氣，很可能是一種含硫元素的氣體．
【查閱資料】（1）常見的含硫元素的氣體有二氧化硫和硫化氫．
（2）二氧化硫密度比空氣大，常溫下，1體積水溶解40體積二氧化硫；二氧化硫和二氧化碳化學性質相似
（3）二氧化硫能使品紅溶液褪色，加熱，又能恢復原來的紅色．硫化氫不能使品紅溶液褪色．
（4）二氧化硫和硫化氫均有毒．
【實驗探究】為了檢驗產生的有刺激性氣味的氣體的成分，小紅和她的同學進一步實驗：將產生的氣體通入品紅溶液中，品紅溶液褪色，加熱，溶液又恢復了紅色．
【實驗結論】（1）在常溫下，銅與濃硫酸不能反應
（2）在加熱條件下銅與濃硫酸反應產生的氣體是SO₂（二氧化硫），此反應還生成了水，請寫出該反應的化學方程式Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（3）濃硫酸與銅加熱時能反應，而稀硫酸與銅即使加熱也不能反應，由此說明：物質的化學性質除了與物質本身的性質有關外，還可能與溶液中溶質的濃度大小或質量分數大小有關．
【拓展延伸】（1）收集二氧化硫的裝置是B．

（2）為了防止污染空氣，請你設計一套方案吸收多余的氣體．將產生的氣體通入NaOH溶液中．

Answer 1

分析 【分析猜想】根據已有的知識進行分析，硫酸銅的水溶液呈藍色；
【實驗結論】（2）根據題干信息可知，品紅溶液褪色說明有二氧化硫生成，根據化學方程式的書寫方法和原則來分析解答；
（3）兩組實驗的區別在反應物中硫酸的濃度不同，因此出現了不同的實驗現象；
【拓展延伸】根據二氧化硫的密度和溶解性來分析；
二氧化硫能與氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水，所以可用氫氧化鈉溶液來進行吸收．

解答 解：【分析猜想】（1）由已知所學知識可知，溶液的顏色為藍色，說明其中含有銅離子，因為是濃硫酸與銅的反應，且溶液變藍，說明有硫酸銅生成，故填：CuSO₄（硫酸銅）；
【實驗結論】（2）該氣體能使品紅溶液褪色說明有二氧化硫生成，銅能與濃硫酸在加熱時反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，故填：SO₂（二氧化硫），Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（3）銅不能與稀硫酸反應，可以與濃硫酸反應，說明化學反應與反應物的濃度有關，故填：濃度大小或質量分數大小；
【拓展延伸】（1）因為二氧化硫的密度比空氣大，且能溶于水，故只能用向上排空氣法來收集；故填：B；
（2）因為二氧化硫能與氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水，所以多余的二氧化硫氣體可用氫氧化鈉溶液來進行吸收，故填：將產生的氣體通入NaOH溶液中．

點評 本題為科學探究題，完成此題，可以依據題干提供的信息結合物質的性質進行．