Question

【題目】為研究銅與濃硫酸的反應，某化學興趣小組進行如下實驗．

實驗I：反應產物的定性探究

按如圖裝置（固定裝置已略去）進行實驗

（1）A裝置的試管中發生反應的化學方程式是____________；B裝置的作用是________E裝置中的現象是_______；

（2）實驗過程中，能證明無氫氣生成的現象是________。

（3）F裝置的燒杯中發生反應的離子方程式是_____________________。

實驗Ⅱ：反應產物的定量探究

（4）為測定硫酸銅的產率，將該反應所得溶液中和后配制成250.00 mL溶液，取該溶液25.00mL加入足量KI溶液中振蕩，生成的I2恰好與20.00 mL 0.30 molL﹣1的Na2S2O3溶液反應，若反應消耗銅的質量為6.4g，則硫酸銅的產率為________。（已知2Cu2++4I﹣=2CuI+I2， 2S2O32﹣+I2=S4O62﹣+2I﹣）（注：硫酸銅的產率指的是硫酸銅的實際產量與理論產量的比值）

Answer 1

【答案】Cu+2H2SO4（濃）= CuSO4+SO2↑+2H2O檢驗是否有水生成褪色D裝置中黑色固體顏色無變化SO2+2OH﹣=SO32﹣+H2O60%

【解析】

A為銅和濃硫酸反應，B為檢驗反應是否有水生成，C為吸收反應生成的水，D為檢驗反應是否有氫氣生成，若有氫氣，則固體從黑色變紅色，E為檢驗是否有二氧化硫生成，F為吸收尾氣防止污染。(1)銅和濃硫酸反應生成硫酸銅和二氧化硫和水，方程式為： Cu+2H2SO4（濃） CuSO4+SO2↑+2H2O；無水硫酸銅遇水變藍，所以裝置B的作用為檢驗是否有水生成；E中為品紅，根據二氧化硫具有漂白性分析，品紅褪色；(2) 若反應中有氫氣生成，則與氧化銅反應生成銅，D裝置中的固體應從黑色變為紅色，該實驗中沒有氫氣生成，所以D裝置中黑色固體顏色無變化； (3)F中二氧化硫與氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水，離子方程式為：SO2+2OH﹣=SO32﹣+H2O；(4)根據反應2Cu2++4I﹣=2CuI+I2， 2S2O32﹣+I2=S4O62﹣+2I﹣分析得關系式Cu2+---S2O32﹣，20.00 mL0.30 molL﹣1的Na2S2O3溶液中溶質的物質的量為0.30×0.02=0.006mol，則原溶液中銅離子的物質的量為0.06mol，若反應消耗銅的質量為6.4g，即0.1mol，則硫酸銅的產率為0.06/0.1=60%。