Question

學過金屬的活動性順序以后，東東對其一系列知識進行了研究．
（1）據圖中的實驗現象判斷，稀硫酸里a、b、c、d四種金屬中，位于氫后面的金屬是

 

．
（2）查閱資料：金屬在活動性順序里的位置越靠后，其化合物越不穩定，所以它的氧化物越易被還原．在下列①、②中各寫一個化學方程式，③中寫出還原金屬氧化物的方法．
把金屬氧化物還原成金屬的三種主要方法：
①金屬氧化物加熱分解：

 

；
②用碳還原金屬氧化物：

 

；
③

 

：3Fe₃O₄+8Al

高溫  .

4Al₂O₃+9Fe．
（3）查閱資料：在金屬活動性順序里，位于氫后面的金屬銅在常溫下雖然不能與稀鹽酸、稀硫酸反應，但可以與濃硫酸反應，其反應的方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）═CuSO₄+SO₂↑+2H₂O反應生成的SO₂是一種無色、能溶于水、有刺激性氣味的氣體．若用該方法制取硫酸銅，應用

 

溶液將生成的SO₂吸收，其目的是

 

．
（4）請你利用所學知識設計一種以銅、稀硫酸為原料制取硫酸銅的方法．
答：

 

（5）向12.7g銅中加入50g濃硫酸溶液，恰好完全反應，計算生成SO₂的質量（方程式見上）和反應前硫酸溶液中溶質的質量分數．

Answer 1

分析：（1）觀察圖示反應現象，根據金屬與酸發生反應的規律，判斷金屬活動性；
（2）根據反應規律寫出符合規律的反應的化學方程式，由化學方程式總結反應規律；
（3）分析題中所提供信息，總結出二氧化硫的性質，然后根據性質選取適應的溶液吸收二氧化硫，并解釋這樣做的目的；
（4）綜合運用銅及化合物的性質，設計實驗制得硫酸銅；
（5）根據反應的化學方程式，計算二氧化硫質量及濃硫酸的質量分數．

解答：解：（1）圖示中金屬d表面無氣泡，說明金屬d不能與稀硫酸發生反應，則該金屬在活動性順序表中處于H之后，故選：d；
（2）①在初中化學中接觸到的能受熱分解的金屬氧化物只有氧化汞，氧化汞受熱分解為汞和氧氣，
故答案為：2HgO

△   .

2Hg+O₂↑；
②氧化銅、氧化鐵等都是金屬氧化物，木炭還原氧化銅可以生成金屬銅和二氧化碳氣體，
故答案為：C+2CuO

△   .

2Cu+CO₂↑；
③反應的化學方程式中兩種反應物分別為金屬氧化物和金屬單質，生成金屬單質和金屬氧化物，因此反應規律可總結為：用金屬還原金屬氧化物，
故答案為：用金屬還原金屬氧化物；
（3）SO₂是污染空氣的三種有害氣體之一，不能直接排放到空氣中，根據該物質能與堿溶液反應，可選擇氫氧化鈉溶液吸收氣體二氧化硫，以防止污染空氣，
故答案為：氫氧化鈉；防止生成的二氧化硫污染空氣；
（4）銅不能與稀硫酸反應，但銅的氧化物氧化銅卻可以與稀硫酸反應生成硫酸銅，所以可以把銅灼燒得到氧化銅，然后與稀硫酸反應，即可得到硫酸銅，
故答案為：將銅在空氣中灼燒使其轉化為氧化銅，然后再與稀硫酸反應；
（5）設：生成SO₂的質量為X，消耗H₂SO₄的質量為Y
Cu+2H₂SO₄（濃）═CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
63.5     196           64
12.7g     y            x
63.5：64=12.7g：x 解之得 x=12.8g
63.5：196=12.7g：y 解之得 y=39.2g
反應前硫酸溶液中溶質的質量分數=

39.2g

50g

×100%=78.4%
答：生成SO₂的質量為12.8g；反應前硫酸溶液中溶質的質量分數為78.4%．

點評：非金屬氧化物能與堿溶液反應生成鹽和水，如二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為：SO₂+2NaOH═Na₂SO₃+H₂O．