Question

某研究小組用如圖所示裝置進行銅與濃硫酸反應的實驗研究．
（1）寫出試管B中的實驗現象

品紅溶液褪色

．
（2）寫出A中反應的化學方程式

Cu+2H₂SO₄

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O

（3）繼續向A試管中加入H₂O₂，發現銅片溶解，反應的離子方程式為：

Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O

．
若仍不補充濃硫酸，只要求使銅片溶解，也可以加入（填寫兩種屬于不同類別物質的化學式）

Fe₂O₃

、

NaNO₃

．
（4）B試管口的棉花應沾有的試劑是

NaOH（溶液）

．
（5）小組成員向反應后的溶液中加入足量的氧化銅，使剩余的硫酸全部轉化為硫酸銅，過濾后，將濾液加熱濃縮，冷卻結晶制得硫酸銅晶體（CuSO₄?xH₂O）．小組成員采用加熱法測定該晶體里結晶水x的值．
①在他們的實驗操作中，至少稱量

4

次；
②下面是其中一次實驗的數據：

坩堝質量	坩堝與晶體的總質量	加熱后坩堝與固體總質量
11.7g	22.7g	18.9g

根據上表數據計算判斷x的實側值比理論值（x=5）

偏小

（填“偏大”、“偏小”），這次實驗中產生誤差的原因可能是

AD

（填序號）
A．硫酸銅晶體中含有不揮發的雜質        B．實驗前晶體表面有濕存水
C．加熱時有晶體飛濺出去                D．加熱失水后露置在空氣中冷卻．

Answer 1

分析：（1）二氧化硫具有漂白性，能使品紅褪色；
（2）銅與濃硫酸在加熱條件下反應生成硫酸銅和二氧化硫氣體；
（3）在酸性條件下，鐵離子、硝酸根離子以及過氧化氫具有強氧化性，能氧化Cu而生成銅離子；
（4）二氧化硫為有毒氣體，不能排放到空氣中，根據二氧化硫為酸性氣體，應用NaOH溶液吸收；
（5）①實驗中為準確測定結晶水的值，應分別測定坩堝的質量、坩堝與晶體的總質量，以此測定晶體的質量，然后稱量加熱后坩堝與固體總質量，之后再加熱一次以判斷晶體是否完全分解，總共稱量4次；
②根據表中數據計算硫酸銅和結晶水的物質的量，進而計算X值，并分析可能的原因．

解答：解：（1）二氧化硫具有漂白性，能使品紅褪色，故答案為：品紅溶液褪色；
（2）銅與濃硫酸在加熱條件下反應生成硫酸銅和二氧化硫氣體，反應的化學方程式為Cu+2H₂SO₄

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，故答案為：Cu+2H₂SO₄

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（3）在酸性條件下，過氧化氫具有強氧化性，能氧化Cu而生成銅離子和水，反應的方程式為Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O，根據銅能與鐵離子、硝酸根離子反應，也可選用Fe₂O₃或NaNO₃，
故答案為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；Fe₂O₃；NaNO₃；
（4）二氧化硫為有毒氣體，不能排放到空氣中，根據二氧化硫為酸性氣體，應用NaOH溶液吸收，故答案為：NaOH（溶液）；
（5）①實驗中為準確測定結晶水的值，應分別測定坩堝的質量、坩堝與晶體的總質量，以此測定晶體的質量，然后稱量加熱后坩堝與固體總質量，之后再加熱一次以判斷晶體是否完全分解，總共稱量4次，故答案為：4；
②該實驗晶體的質量為22.7g-11.7g=11g，硫酸銅的質量為18.9g-11.7g=7.2g，水的質量為22.7g-18.9g=3.8g，則n（CuSO₄）=

7.2g

160g/mol

=0.045mol，n（H₂O）=

3.8g

18g/mol

=0.21mol，所以
x=

0.21

0.045

=4.7，小于5，硫酸銅晶體中含有不揮發的雜質，加熱失水后露置在空氣中冷卻等都會造成硫酸銅的質量偏大，水的質量偏小，而實驗前晶體表面有濕存水或加熱時有晶體飛濺出去，會造成質量差偏大，結果偏大．
故答案為：偏小；AD．

點評：本題考查銅與濃硫酸的反應，題目難度不大，本題注意（3）為易錯點，從銅的還原性和過氧化氫、鐵離子以及硝酸根離子的氧化性的角度思考．