Question

某化学兴趣小组的同学在探究金属铜的化学性质时，发现铜与稀硫酸在常温或短时间加热的条件下均不反应．那么铜与浓硫酸能否发生反应？他们设计了如图所示装置进行探究．
猜想与假设：
①在常温下能反应；
②常温下不能反应，但在加热条件下能反应；
③在加热条件下不能反应．
实验与事实：操作①将一小块铜片放入试管中，加入足量浓硫酸，无明显现象；操作②加热该试管，铜片上有气泡产生，经检验产生有毒的刺激性气味气体；操作③立即停止加热，将试管中的残液慢慢倒入水中，溶液呈蓝色．
?结论与解释：
（1）由以上探究可知：猜想

②

；（填编号）是正确的；
（2）经检验产生的气体是SO₂，铜跟浓硫酸在加热条件下反应的产物只是SO₂和CuSO₄．
反思与评价：
（3）操作③中，从安全角度考虑（填能或不能）

不能

将水倒入剩余液体中．
（4）在结论与解释②中对产物是SO₂和CuSO₄的判断是否正确

不正确

，其理由是

反应物中有氢元素，但二氧化硫和硫酸铜中都不含氢元素．

．
[拓展与运用]：根据以上探究和已掌握的知识，该兴趣小组的同学设计了两个制取硫酸铜的实验方案：
①Cu

H2SO4(浓)

△

CuSO₄ ②Cu

O2

△

CuO

H2SO4(稀)

（5）请你对以上两个方案进行评价，较好的方案是

②

（填编号）其理由是

比较安全；硫酸的利用率比甲高；没有污染空气的SO₂生成

．

Answer 1

分析：结论与解释：从实验的过程可以证明铜和浓硫酸能反应，生成物中有二氧化硫和硫酸铜，其中的二氧化硫是有毒气体，不能直接排放到空气中，应该用碱液吸收．
反思与评价：浓硫酸溶于水要放出大量的热，所以浓硫酸不能倒入水中，浓硫酸中含有氢元素，生成物中也要有氢元素；
拓展与运用：考虑制取硫酸铜的方案的优缺点时，要从原料的利用率，环保，安全等方面考虑．

解答：解：[结论与解释]（1）根据实验操作和现象，可以证明铜和浓硫酸在加热的时候能反应，生成物中有二氧化硫和硫酸铜，所以猜想②正确；
[反思与评价]：（3）浓硫酸溶于水会放出大量的热，造成液滴飞溅，所以不能把含浓硫酸的物质倒入水中．
（4）因为反应物中有氢，硫、氧、铜四种元素，根据反应前后元素的种类不变的原则，生成物中应该有氢元素，所以生成物质中除二氧化硫和硫酸铜外还有含有氢元素的物质存在．
[拓展与运用]比较这两个方案，从经济，环保，安全的角度考虑，浓硫酸使用时要注意安全，二氧化硫有毒等，通过综合考虑，利用废铜屑和浓硫酸在加热的条件下反应制取CuSO₄，浓硫酸具有极强的腐蚀性，使用不安全，有一部分硫元素转化成二氧化硫，污染空气，且造成原料的浪费，CuO与稀硫酸反应直接生成硫酸铜和水，所以方案②比①要好的多．
故答案为：（1）②；（3）不能；（4）不正确．反应物中有氢元素，但二氧化硫和硫酸铜中都不含氢元素．
（5）②；②的方案比较安全；硫酸的利用率比①高；没有污染空气的SO₂生成．

点评：排在氢后的金属不与酸发生置换反应，但是可以和强氧化性的酸反应，完成本题，可以从题干给出的内容，提取有用的信息，分析归纳从而得出合理的答案．