Question

【题目】【2017白山二模】为研究铜与浓硫酸的反应，某化学兴趣小组进行如下实验．

实验I：反应产物的定性探究，按如图装置(固定装置已略去)进行实验：

(1)F装置的烧杯中发生反应的离子方程式是 ；B装置中的现象是 ；

(2)实验过程中，能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是 ；

(3)实验结束时，撤去所有酒精灯之前必须完成的实验操作是 ；

(4)实验结束后，证明A装置试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是__________________________________；

实验Ⅱ：反应产物的定量探究

(5)在铜与浓硫酸反应的过程中，发现有黑色物质出现，且黑色物质为Cu2S．产生Cu2S的反应为aCu+bH2SO4cCu2S+dCuSO4+e H2O，则a：b= ；

(6)为测定硫酸铜的产率，将该反应所得溶液中和后配制成250.00mL溶液，取该溶液25.00mL加入足量KI溶液中振荡，以淀粉溶液为指示剂，用O．36molL﹣1的Na2S2O3溶液滴定生成的I2，3次实验平均消耗该Na2S2O3溶液25.00mL．若反应消耗铜的质量为6.4g，则硫酸铜的产率为 。

(已知2Cu2++4I﹣=2CuI+I2，2S2O32﹣+I2=S4O62﹣+2I﹣)

Answer 1

【答案】(1)SO2+2OH﹣=SO32﹣+H2O 白色粉末变蓝色 (2) D装置中黑色固体颜色无变化，E装置中溶液褪色 (3)拉起铜丝，关闭K1，K2 (4)将A装置中冷却的混合溶液沿烧杯内壁缓缓倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌，观察是否有蓝色出现 (5)5:4 (6)90%

【解析】加热条件下，Cu和浓硫酸发生氧化还原反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，水具有挥发性，温度越高挥发性越强，所以生成的二氧化硫中含有水蒸气，水蒸气能使无水硫酸铜变蓝色；浓硫酸具有吸水性，能干燥二氧化硫气体；氢气具有还原性，能将黑色的氧化铜粉末还原为红色Cu；二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色；二氧化硫属于酸性氧化物且有毒，不能直接排空，可以用碱性溶液吸收；

(1)二氧化硫属于酸性氧化物，和NaOH反应生成亚硫酸钠和水，离子反应方程式为 SO2+2OH﹣=SO32﹣+H2O；水具有挥发性，升高温度促进其挥发，所以生成的气体中含有水蒸气，水蒸气能使无水硫酸铜由白色变为蓝色，所以B装置中的现象是：白色粉末变蓝色；

(2)证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素，利用元素化合价变化生成的产物分析判断，若生成氢气，D装置会黑色变化为红色，若生成二氧化硫E装置中品红会褪色，所以证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的实验现象是，D装置中氧化铜黑色不变化，说明无氢气生成，E装置中品红试液褪色说明生成了二氧化硫气体；

(3)实验结束时，拉起铜丝，撤去所有酒精灯之前必须完成的实验操作是关闭K1，K2，防止CE中的溶液倒吸，炸裂玻璃管；

(4)验证生成的溶液中含有铜离子，需要把试管中的液体倒入水中溶解，观察是否出现蓝色溶液，将A装置中冷却的混合溶液沿烧杯内壁缓缓倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌，出现蓝色溶液证明含有铜离子；

(5)aCu+bH2SO4cCu2S+dCuSO4+e H2O中Cu元素化合价由0价变为+1价、+2价、S元素化合价由+6价变为﹣2价，转移电子数为6，根据转移电子守恒及原子守恒配平方程式为5Cu+4H2SO4Cu2S+3CuSO4+4H2O，所以a︰b=5︰4；

(6)根据2Cu2++4I﹣=2CuI+I2、2S2O32﹣+I2=S4O62﹣+2I﹣得2Cu2+～I2～2S2O32﹣，

设制得的溶液中硫酸铜的物质的量浓度为xmol/L，

2Cu2+～I2～2S2O32﹣，

2mol 2mol

0.025xmol (0.36×0.025)mol

2molL：2mol=0.025xmol：(0.36×0.025)mol

x==0.36，

则250mL溶液中n(Cu2+)=0.36mol/L×0.25L=0.09mol，参加反应的n(Cu)==0.1mol，

则硫酸铜的产率==90%。