铜与浓硫酸反应的装置如图所示。下列描述合理的是( )
A.反应过程中,试管Ⅰ中出现灰黑色固体是
B.反应结束后,为观察溶液颜色需向试管Ⅰ中加入水
C.若试管Ⅱ盛放紫色石蕊溶液,可观察到紫色褪至无色
D.为验证气体产物具有还原性,试管Ⅱ可盛放溴水
D
【详解】
A.铜与浓硫酸反应时可能会发生副反应,生成灰黑色的硫化亚铜,是红色固体,故A错误;
B.不能直接向试管中加入适量水,浓硫酸剩余时加水放出大量的热可导致液滴飞溅,则取反应后的溶液在烧杯中加水溶解观察颜色,故B错误;
C.铜和浓硫酸在加热的条件下生成了二氧化硫,二氧化硫和水反应会生成亚硫酸,能使紫色石蕊溶液变红,但不褪色,故C错误;
D.实验中产生的二氧化硫气体,通入溴水中,二氧化硫与溴单质和水发生氧化还原反应,生成硫酸和盐酸,会使溴水褪色,溴具有氧化性,二氧化硫体现还原性,故D正确;
答案选D。
【点睛】
二氧化硫具有还原性,漂白性等,可以使品红溶液褪色,只能使紫色石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
铜元素:
在元素周期表中的位置:铜的原子序数29,位于周期表中第四周期,第IB族。
(1)物理性质:有金属光泽,紫红色固体,密度较大,导电导热性能很好,具有很好的延展性,铜属于重金属、有色金属、常见金属,不能被磁铁吸引。
(2)化学性质: 铜常见的化合价为+1价和+2价
①在加热条件下,铜可与多种非金属单质反应。一般来说,遇到氧化性较弱的非金属,铜显较低化合价;遇到氧化性较强的非金属,铜显较高化合价。例如:与强氧化剂反应(如Cl2 Br2等)生成+2价铜的化合物。如:
Cu+Cl2CuCl2 2Cu+O22CuO
②铜与酸反应:铜只能被氧化性酸中的中心元素氧化。例如:
③铜与盐溶液反应:
Cu+2AgCl=CuCl2+2Ag
铜与铜的化合物之间的转换图:
铜与铁的对比:
从金属活性顺序表:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au可知,金属铁的金属活性比铜强,所以单质Fe可以从Cu的溶液中还原出单质来,例如: Fe+CuCl2FeCl2+Cu
即Fe的还原性强于Cu
铜与浓硫酸和稀硫酸的反应:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
2Cu+O2+2H2SO4(稀)2CuSO4+2H2O
注意:从金属活性顺序表:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au 可知,铜不能与稀硫酸发生反应,但是在有氧气和加热的条件下可以反应
铜的制备和精炼:
(1)工业炼铜法:CuO+COCu+CO2
(2)湿法炼铜:Fe+CuSO4FeSO4+Cu
(3)高温炼铜:工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜):
2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣)
2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2
2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑
备注:粗铜中铜的的含量为99.5%-99.7%,主要含有Ag、Zn、Au等杂质,粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%-99.98%的铜,原理为用粗铜作阳极,失去电子变为Cu2+,用纯铜棒作阴极即可得精铜。
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某小组同学通过实验研究FeCl3溶液与Cu粉发生的氧化还原反应。实验记录如下:
序号 | I | II | III |
实验步骤 |
充分振荡,加入2mL蒸馏水 |
充分振荡,加入2mL蒸馏水 |
充分振荡,加入2mL蒸馏水 |
实验现象 | 铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象 | 铜粉有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后生成白色沉淀 | 铜粉有剩余,溶液黄色褪去,变成蓝色,加入蒸馏水后无白色沉淀 |
下列说法不正确的是
A.实验I、II、III中均涉及Fe3+被还原
B.对比实验I、II说明白色沉淀的产生与铜粉的量有关
C.实验II、III中加入蒸馏水后c(Cu2+)相同
D.向实验III反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀