Question

某学习小组设计如下实验方案研究Cu与浓H₂SO₄的反应（装置中的固定仪器和酒精灯均未画出）：

请回答下列问题：

（1）仪器A的名称_________。Cu与浓H₂SO₄的反应的化学方程式为________________。

（2）D、E中CCl₄的作用是___________________。

（3）加热过程中，随着反应的进行，A容器下有少量白色沉淀生成，你认为该沉淀物是_________，分析可能的原因是________________________________________。

（4）实验结束，打开A容器上的弹簧夹，通入一段时间空气，目的是______________。

（5）以下提供了三种制取CuSO₄溶液的方法，你认为最合理的是____________（填序号），并且写出该方法对应的化学方程式_____________________________。

① 用铜与浓硫酸制备硫酸铜溶液。

② 将铜片在空气中加热，再溶解在稀硫酸中即可得到硫酸铜溶液。

③ 在硫酸和铜的混合容器中滴加 H₂O₂ 溶液，过滤得硫酸铜溶液。

Answer

三颈烧瓶或三颈瓶 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 防止倒吸 CuSO4 浓硫酸中含水少，生成的硫酸铜较多，浓硫酸的吸水作用 将装置中的残留的SO2赶到E中，全部被氢氧化溶液吸收，防止空气污染 ③ Cu+H2SO4+H2O2= CuSO4+2H2O

【解析】

本实验利用如图所示的装置探究Cu与浓硫酸的反应并验证反应产物，Cu和浓硫酸反应生成二氧化硫气体，C装置用于验证产生的气体是否为二氧化硫，E装置用于吸收二氧化硫气体，防止污染空气，利用D、E所示的装置，装置中将导气管插入到四氯化碳中，二氧化硫不溶于四氯化碳，可以防止倒吸，据此分析。

(1)根据图示，仪器A的名称为三颈烧瓶；浓硫酸和Cu共热反应生成硫酸铜、二氧化硫、水，化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，故答案为：三颈烧瓶；Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O；

(2)二氧化硫和强碱的反应使容器内压强减小，二氧化硫不溶于四氯化碳，可以采用四氯化碳来达到防止倒吸的目的，故答案为：防止倒吸；

(3)铜和浓硫酸反应生成硫酸铜，加热的情况下，由于A容器中出现大量白色烟雾，导致溶剂减少，且浓硫酸具有吸水性，所以会析出白色固体硫酸铜，故答案为：CuSO4；浓硫酸中含水少，生成的硫酸铜较多，浓硫酸的吸水作用；

(4)实验结束，打开A容器上的弹簧夹，通入一段时间空气，目的是将装置中的残留的SO2赶到E中，全部被氢氧化溶液吸收，防止空气污染，故答案为：将装置中的残留的SO2赶到E中，全部被氢氧化溶液吸收，防止空气污染；

(5)方法①用铜直接和浓硫酸反应，反应过程中生成二氧化硫气体，污染空气；方法②先将铜片在空气中加热生成氧化铜，再将氧化铜溶解在稀硫酸中，加热过程只能将铜片表面的Cu氧化为氧化铜，并不能将内部全部氧化，当表面上的氧化铜被硫酸反应完全后，内部的铜不能和稀硫酸反应；方法③在硫酸和铜的混合溶液中加入双氧水，双氧水这时起到氧化Cu的作用，这样生成物中就没有污染性气体出现，反应产物为硫酸铜和水，综上利用方法③制备硫酸铜最为合理，其反应方程式为Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O，故答案为：③；Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O。