Question

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

按下图装置（固定装置已略去）进行实验

（1）A中反应的化学方程式为：                                         。

（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           。

（4）为说明浓硫酸中的水是否影响B装置现象的判断，还须进行一次实验。实验方案为          。

（5）某同学想用SO₂气体进行喷泉实验（装置如图所示），烧杯中的溶液可以为       （填序号）

a．NaOH溶液        b．饱和NaHSO₃溶液     c．氯水              d． KMnO₄溶液

实验Ⅱ：反应产物的定量探究

（6）为测出硫酸铜的产率，将该反应所得溶液中和后配制成250.00 mL溶液，取该溶液25.00 mL加入足量KI溶液振荡，以淀粉溶液为指示剂，用b mol·L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂，3次实验平均消耗该Na₂S₂O₃溶液V mL。若反应消耗铜的质量为ag，则硫酸铜的产率为             （已知：2Cu²⁺+4I^－＝2CuI+I₂，2S₂O₃^2－+I₂＝S₄O₆^2－+2I^－）。

Answer

（1）Cu +2H2SO4（浓)CuSO4 + SO2↑+ 2H2O

（2）D装置中黑色固体颜色无变化，E中溶液褪色

（3）将A装置中试管内冷却的混合物沿杯壁缓缓倒入盛有水的烧杯中，并不断搅拌

（4）使用上述装置，不放入铜丝进行实验，观察无水硫酸铜是否变蓝（其他合理答案也可）

（5）acd （6）（64bV/a）%

【解析】

试题分析：（1）铜和浓硫酸反应的化学方程式为Cu +2H2SO4（浓)CuSO4 + SO2↑+ 2H2O。

（2）根据A中反应生成物进行分析，如果D中有黑色变化为红色的现象证明A有氢气生成，同样E中品红褪色证明A中生成二氧化硫。那么D装置中氧化铜黑色不变化，E装置中品红试液褪色，则可说明生成了二氧化硫气体而没有生成氢气证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素。

（3）验证生成的溶液中含Cu2+，冷却后将A中溶液需要把试管中的液体倒入倒入盛水的烧杯中观察是否出现蓝色，若出现蓝色溶液证明含有Cu2+。

（4）要说明浓硫酸中的水是否影响B装置现象的判断，则可以使用上述装置，不放入铜丝进行实验，观察无水硫酸铜是否变蓝。

（5）要形成喷泉，则必须形成压强差，氢氧化钠溶液、氯水、高锰酸钾溶液均可以吸收SO2，而形成喷泉，饱和亚硫酸氢钠不能吸收SO2不能形成喷泉，答案选acd。

（6）n(Na2S2O3)＝0.001Vbmol。设生成硫酸铜的物质的量为n,由反应2Cu2++4I－＝2CuI+I2，2S2O32－+I2＝S4O62－+2I－可得

Cu２+----2S2O3２-

2 2

n 0.001Vbmol×250/25

解得 n＝0.01Vbmol

所以硫酸铜产率为90%

【考点定位】本题主要是铜和浓硫酸反应实验设计与探究

【名师点晴】形成喷泉的条件：（1）减小烧瓶内压强

①容器内气体极易溶于水；

②容器内气体易与溶液中的某种成分发生化学反应而被吸收。,当外部的水或溶液接触容器内气体时，由于气体大量溶解或与溶液中的某种成分发生化学反应而被吸收，从而使容器内气压迅速降低，在外界大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。

（2）增大烧瓶外压强,容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应，容器内产生大量气体。使容器内压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，也能形成喷泉。例如喷雾器、人造喷泉等均是利用了此原理。