Question

【題目】為研究銅與濃硫酸的反應(yīng),某化學(xué)興趣小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)Ⅰ:一組同學(xué)按下圖裝置(固定裝置已略去)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(1) A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。

(2) 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,能證明濃硫酸中硫元素的氧化性強(qiáng)于氫元素的現(xiàn)象是 __________。

(3) 為說(shuō)明濃硫酸中的水是否影響B(tài)裝置現(xiàn)象的判斷,還需進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方案為___________。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ:另一組同學(xué)對(duì)銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的黑色沉淀進(jìn)行探究,實(shí)驗(yàn)步驟如下:

i. 將光亮銅絲插入濃硫酸,加熱;

ii. 待產(chǎn)生黑色沉淀和氣體時(shí),抽出銅絲,停止加熱;

iii. 冷卻后,從反應(yīng)后的混合物中分離出黑色沉淀,洗凈、干燥備用。

查閱文獻(xiàn):檢驗(yàn)微量Cu2+的方法是向試液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液,若產(chǎn)生紅褐色沉淀,證明有Cu2+。

(4) 該同學(xué)假設(shè)黑色沉淀是CuO。檢驗(yàn)過(guò)程如下:

①將CuO放入稀硫酸中,一段時(shí)間后,再滴加K4[Fe(CN)6] 溶液,產(chǎn)生紅褐色沉淀。

②將黑色沉淀放入稀硫酸中,一段時(shí)間后,再滴加K4[Fe(CN)6] 溶液,未見(jiàn)紅褐色沉淀。由該檢驗(yàn)過(guò)程所得結(jié)論:________________。

(5) 再次假設(shè),黑色沉淀是銅的硫化物。實(shí)驗(yàn)如下:

實(shí)驗(yàn)裝置	現(xiàn)象
	1. A試管中黑色沉淀逐漸溶解 2. A試管內(nèi)上方出現(xiàn)紅棕色氣體 3. B試管中出現(xiàn)白色沉淀

①現(xiàn)象2說(shuō)明黑色沉淀具有____性。

②能確認(rèn)黑色沉淀中含有S元素的現(xiàn)象是_______,相應(yīng)的離子方程式是_____________。

③為確認(rèn)黑色沉淀是“銅的硫化物”,還需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是________。

Answer 1

【答案】 Cu+2H2SO4(濃)CuSO4 +SO2↑+2H2O D中黑色固體顏色無(wú)變化,E中溶液褪色 使用上述裝置,不放入銅絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察無(wú)水硫酸銅是否變藍(lán) 黑色沉淀中不含有CuO 還原 B試管中出現(xiàn)白色沉淀 2 NO2-+3SO2+3Ba2++2H2O3BaSO4↓+2NO↑+4H+(或NO2+SO2+Ba2++H2OBaSO4↓+NO↑+2H+) 取冷卻后A裝置試管中的溶液,滴加 K4[Fe(CN)6] 溶液,若產(chǎn)生紅褐色沉淀,證明有Cu2+,說(shuō)明黑色沉淀是銅的硫化物

【解析】實(shí)驗(yàn)Ⅰ:（1）A中的反應(yīng)是濃硫酸和銅加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水；（2）證明濃硫酸中硫元素的氧化性強(qiáng)于氫元素，利用元素化合價(jià)變化生成的產(chǎn)物分析判斷，若生成氫氣，D裝置會(huì)黑色變化為紅色，若生成二氧化硫E裝置中品紅會(huì)褪色；（3）說(shuō)明濃硫酸中的水是否影響B裝置現(xiàn)象的判斷進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是：利用裝置中銅不與濃硫酸接觸反應(yīng)，觀察B裝置是否變藍(lán)；實(shí)驗(yàn)Ⅱ:（4）根據(jù)題中信息中檢驗(yàn)銅離子的方法對(duì)②進(jìn)行分析。（5）①紅棕色氣體為二氧化氮，說(shuō)明稀硝酸被還原生成一氧化氮，黑色固體具有還原性；②根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象③可知黑色固體與稀硝酸反應(yīng)生成了二氧化硫，證明黑色固體中含有硫元素；二氧化氮、二氧化硫的混合氣體能夠與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式；③還需要確定黑色固體中含有銅離子；

實(shí)驗(yàn)Ⅰ:（1）A中的反應(yīng)是濃硫酸和銅加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程： Cu+2H2SO4(濃)CuSO4 +SO2↑+2H2O ；（2）證明濃硫酸中硫元素的氧化性強(qiáng)于氫元素，利用元素化合價(jià)變化生成的產(chǎn)物分析判斷，若生成氫氣，D裝置會(huì)黑色變化為紅色，若生成二氧化硫E裝置中品紅會(huì)褪色，所以證明濃硫酸中硫元素的氧化性強(qiáng)于氫元素的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是，D裝置中氧化銅黑色不變化，說(shuō)明無(wú)氫氣生成，E裝置中品紅試液褪色說(shuō)明生成了二氧化硫氣體；（3）利用裝置中銅不與濃硫酸接觸反應(yīng)，不放入銅絲反應(yīng)，觀察B裝置是否變藍(lán)，若不變藍(lán)證明濃硫酸中的水不影響實(shí)驗(yàn)，若無(wú)水硫酸銅出現(xiàn)變藍(lán)，說(shuō)明濃硫酸中的水會(huì)影響實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ:（4）向試液中滴加K4[Fe（CN）6]溶液，若產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Cu2＋，根據(jù)②將黑色沉淀放入稀硫酸中，一段時(shí)間后，滴加K4[Fe（CN）6]溶液，未見(jiàn)紅褐色沉淀可知，黑色固體中一定不含CuO。（5）①A試管內(nèi)上方出現(xiàn)紅棕色氣體，說(shuō)明反應(yīng)中有一氧化氮生成，證明了黑色固體具有還原性，在反應(yīng)中被氧化。②根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象③B試管中出現(xiàn)白色沉淀可知，白色沉淀為硫酸鋇，說(shuō)明黑色固體中含有硫元素；發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2 NO2-+3SO2+3Ba2++2H2O3BaSO4↓+2NO↑+4H+(或NO2+SO2+Ba2++H2OBaSO4↓+NO↑+2H+) ；③為確認(rèn)黑色沉淀是“銅的硫化物”，還需檢驗(yàn)黑色固體中含有銅離子，方法為：取冷卻后A裝置試管中的溶液，滴加K4[Fe（CN）6]溶液，若產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Cu2＋，說(shuō)明黑色沉淀是銅的硫化物。