Question

14．某兴趣小组在实验室用铜和硫酸为原料多种方法制取硫酸铜．制备方法如下：
Ⅰ．方法一：
（1）浓硫酸试剂瓶上适合贴上的标签是BD（填序号）．

（2）甲同学取6.4 g铜片和10 mL 18 mol•L^-1浓硫酸，放在试管中共热时发现，铜与热的浓硫酸反应后并没有得到预期的蓝色溶液，而是在试管底部看到灰白色沉淀．甲同学为了验证其中白色沉淀主要成分．设计下列实验：
实验步骤：倾倒掉上层液体后，向所得灰白色的固体中加入适量蒸馏水，边加边搅拌．
实验现象：沉淀中白色物质溶解，溶液变蓝色；
实验结论：所得白色固体的化学式为CuSO₄．
（3）乙还观察到加热过程中，起初液面以上出现大量白色烟雾，在试管内壁上部析出少量淡黄色固体物质，持续加热，淡黄色固体物质又慢慢地溶于浓硫酸而消失．淡黄色固体消失的原因是（用化学反应方程式回答）S+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3SO₂↑+2H₂O．直到最后反应完毕，发现试管中还有铜片剩余．乙根据自己所学的化学知识，认为试管中还有硫酸剩余．他这样认为的理由是随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐变小，由浓变稀，稀硫酸不能与铜发生反应．
Ⅱ．方法二：
（4）丙同学认为甲设计的实验方案不好，他自己设计的思路是：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．对比甲的方案，你认为丙同学的优点是①产生等量的硫酸铜，乙消耗的硫酸更少，②不产生污染物SO₂．
（3）方法三：
（5）丁同学取一铜片和稀硫酸放在试管中，再向其中滴入双氧水，发现溶液逐渐呈蓝色．写出反应的化学反应方程式Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）依据浓硫酸具有强烈的腐蚀性、强氧化性选择标签；
（2）硫酸铜粉末为白色，而硫酸铜溶液为蓝色，无水硫酸铜溶于水生成蓝色的硫酸铜溶液，据此解答；
（3）硫与浓硫酸反应生成二氧化硫和水；铜与浓硫酸反应，与稀硫酸不反应；
（4）该过程中不生成有毒气体二氧化硫；使用硫酸的量少；
（5）Cu作还原剂，双氧水作氧化剂，发生氧化还原反应生成硫酸铜；

解答 解：（1）浓硫酸具有强烈的腐蚀性、强氧化性，所以选择的标签为BD，
故答案为：BD；
（2）硫酸铜粉末为白色，而硫酸铜溶液为蓝色，无水硫酸铜溶于水得到蓝色溶液，看到现象为沉淀中白色物质溶解，溶液变蓝色；则所得白色固体为CuSO₄；
故答案为：沉淀中白色物质溶解，溶液变蓝色；CuSO₄；
（3）硫与浓硫酸反应生成二氧化硫和水，化学方程式：S+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3SO₂↑+2H₂O；随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐变小，由浓变稀，稀硫酸不能与铜发生反应，铜与浓硫酸反应，与稀硫酸不反应；
故答案为：S+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3SO₂↑+2H₂O； 随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐变小，由浓变稀，稀硫酸不能与铜发生反应；
（4）依据方程式可知：产生等量的硫酸铜，乙消耗的硫酸更少，而且不产生污染物SO2；
故答案：产生等量的硫酸铜，乙消耗的硫酸更少；不产生污染物SO₂；
（5）铜片和稀硫酸放在试管中，再向其中滴入双氧水，发现溶液逐渐呈蓝色，是发生了氧化还原反应所致，该反应为Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O，
故答案为：Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O．

点评 本题考查了浓硫酸的性质，明确浓硫酸具有强氧化性及发生的化学反应是解答本题的关键，题目难度不大．