Question

【题目】铜与硫酸在常温下不发生化学反应，在加热条件下是否可以发生化学反应呢？化学学习小组同学开展以下探究活动,请你参与。

（探究活动一）

[实验1] 取某溶质质量分数硫酸溶液于试管中，插入足量的细铜丝加热至沸腾，无明显现象；继续加热一段时间，闻到刺激性气味，溶液显蓝色。

[老师提示]：刺激性气味的气体可能是二氧化硫。

[查阅资料]①二氧化硫可以使品红溶液褪色； ②二氧化硫与二氧化碳部分化学性质相似，能与水反应，也能与氢氧化钠溶液反应。

[实验2] 采用如图装置进行实验，验证“实验1” 中产生的气体。（图上硫酸溶液前加上80%）

（1）观察到：A试管______________，说明在加热条件下，铜与浓硫酸反应产生了二氧化硫气体。写出该反应的化学方程式：_________________ 。

（探究活动二）

同学们为探究实验1中“加热初始不反应，一段时间后发生反应”的原因，再进行如下实验。

[实验3] 在“实验2”的装置中，把A试管中的品红溶液换成紫色石蕊试液，取几种不同溶质质量分数的硫酸溶液各2mL，分别与质量相同、形状相同的细铜丝进行试验，（每次实验都加热至沸腾的时候），实验结果如下表。

硫酸溶质质量分数	98%	80%	68%	44%	38%	32%	20%
石蕊试液的颜色	红色	红色	红色	红色	紫色	紫色	紫色

[分析讨论]

（3）上述实验结果表明：在加热至沸腾的条件下，溶质质量分数至少不小于____的硫酸溶液都可以与铜反应。

（4）要获得比实验3的结果即在加热到沸腾时，能与铜反应的硫酸溶液的溶质质量分数更精确的数据范围，请你设计进一步探究的实验方案：_____________ 。

（5）“实验1”中加热至沸腾一段时间后铜才能与硫酸反应的原因是______________。

[反思与评价]

（6）二氧化硫为有毒气体，为防止其污染空气，在“实验2”中，需对实验装置中的导管口K处排出的尾气进行处理，方法是______。

Answer 1

【答案】品红溶液褪色 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 44% 选择硫酸的质量分数在38％～44％之间的硫酸和铜混合加热至沸腾，观察石蕊试液是否变红色，从而确定能与铜反应的硫酸溶液的溶质质量分数更精确的数据范围 加热使溶液中的水不断蒸发，硫酸浓度逐渐増大，当达到一定浓度时，硫酸与铜发生反应 把尾气通入氢氧化钠溶液中，或收集起来进行再利用

【解析】

铜和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸

钠和水，和水反应生成亚硫酸，亚硫酸显酸性，能使石蕊试液变红色。

（1）A试管品红溶液褪色，说明在加热条件下，铜与浓硫酸反应产生了二氧化硫气体。铜和浓硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化硫，该反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。

（2）上述实验结果表明:在加热至沸腾的条件下，溶质质量分数至少不小于44%时，石蕊试液都变红色，说明都生成了二氧化硫气体，即铜都能和硫酸反应。

（3）要获得比实验3的结果即在加热到沸腾时，能与铜反应的硫酸溶液的溶质质量分数更精确的数据范围，实验方案：选择硫酸的质量分数在38%～44%之间的硫酸分别和铜混合加热至沸腾，观察石蕊试液是否变红色，从而确定能与铜反应的硫酸溶液的溶质质量分数更精确的数据范围。

（4）“实验1”中加热至沸腾一段时间后铜オ能与硫酸反应的原因是:加热使溶液中的水不断蒸发，硫酸浓度逐渐増大，当达到一定浓度时，硫酸与铜发生反应。

（5）二氧化硫为有毒气体，为防止其污染空气，在“实验2”中，需对实验装置中的导管口K处排出的尾气进行处理，方法是：把尾气通入氢氧化钠溶液中，或收集起来进行再利用。