Question

【題目】銅與硫酸在常溫下不發生化學反應，在加熱條件下是否可以發生化學反應呢？化學學習小組同學開展以下探究活動,請你參與。

（探究活動一）

[實驗1] 取某溶質質量分數硫酸溶液于試管中，插入足量的細銅絲加熱至沸騰，無明顯現象；繼續加熱一段時間，聞到刺激性氣味，溶液顯藍色。

[老師提示]：刺激性氣味的氣體可能是二氧化硫。

[查閱資料]①二氧化硫可以使品紅溶液褪色； ②二氧化硫與二氧化碳部分化學性質相似，能與水反應，也能與氫氧化鈉溶液反應。

[實驗2] 采用如圖裝置進行實驗，驗證“實驗1” 中產生的氣體。（圖上硫酸溶液前加上80%）

（1）觀察到：A試管______________，說明在加熱條件下，銅與濃硫酸反應產生了二氧化硫氣體。寫出該反應的化學方程式：_________________ 。

（探究活動二）

同學們為探究實驗1中“加熱初始不反應，一段時間后發生反應”的原因，再進行如下實驗。

[實驗3] 在“實驗2”的裝置中，把A試管中的品紅溶液換成紫色石蕊試液，取幾種不同溶質質量分數的硫酸溶液各2mL，分別與質量相同、形狀相同的細銅絲進行試驗，（每次實驗都加熱至沸騰的時候），實驗結果如下表。

硫酸溶質質量分數	98%	80%	68%	44%	38%	32%	20%
石蕊試液的顏色	紅色	紅色	紅色	紅色	紫色	紫色	紫色

[分析討論]

（3）上述實驗結果表明：在加熱至沸騰的條件下，溶質質量分數至少不小于____的硫酸溶液都可以與銅反應。

（4）要獲得比實驗3的結果即在加熱到沸騰時，能與銅反應的硫酸溶液的溶質質量分數更精確的數據范圍，請你設計進一步探究的實驗方案：_____________ 。

（5）“實驗1”中加熱至沸騰一段時間后銅才能與硫酸反應的原因是______________。

[反思與評價]

（6）二氧化硫為有毒氣體，為防止其污染空氣，在“實驗2”中，需對實驗裝置中的導管口K處排出的尾氣進行處理，方法是______。

Answer 1

【答案】品紅溶液褪色 Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O 44% 選擇硫酸的質量分數在38％～44％之間的硫酸和銅混合加熱至沸騰，觀察石蕊試液是否變紅色，從而確定能與銅反應的硫酸溶液的溶質質量分數更精確的數據范圍 加熱使溶液中的水不斷蒸發，硫酸濃度逐漸増大，當達到一定濃度時，硫酸與銅發生反應 把尾氣通入氫氧化鈉溶液中，或收集起來進行再利用

【解析】

銅和濃硫酸反應生成硫酸銅、二氧化硫和水；二氧化硫和氫氧化鈉反應生成亞硫酸

鈉和水，和水反應生成亞硫酸，亞硫酸顯酸性，能使石蕊試液變紅色。

（1）A試管品紅溶液褪色，說明在加熱條件下，銅與濃硫酸反應產生了二氧化硫氣體。銅和濃硫酸反應生成硫酸銅、水和二氧化硫，該反應的化學方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O。

（2）上述實驗結果表明:在加熱至沸騰的條件下，溶質質量分數至少不小于44%時，石蕊試液都變紅色，說明都生成了二氧化硫氣體，即銅都能和硫酸反應。

（3）要獲得比實驗3的結果即在加熱到沸騰時，能與銅反應的硫酸溶液的溶質質量分數更精確的數據范圍，實驗方案：選擇硫酸的質量分數在38%～44%之間的硫酸分別和銅混合加熱至沸騰，觀察石蕊試液是否變紅色，從而確定能與銅反應的硫酸溶液的溶質質量分數更精確的數據范圍。

（4）“實驗1”中加熱至沸騰一段時間后銅オ能與硫酸反應的原因是:加熱使溶液中的水不斷蒸發，硫酸濃度逐漸増大，當達到一定濃度時，硫酸與銅發生反應。

（5）二氧化硫為有毒氣體，為防止其污染空氣，在“實驗2”中，需對實驗裝置中的導管口K處排出的尾氣進行處理，方法是：把尾氣通入氫氧化鈉溶液中，或收集起來進行再利用。