Question

8．某同學(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)生大量黑色沉淀和氣體時(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．
（1）步驟Ⅱ產(chǎn)生的氣體是SO₂．
（2）步驟Ⅲ中，“從反應(yīng)后的混合物中分離出黑色沉淀”的操作是將反應(yīng)后的混合物倒入裝有冷水的燒杯中，冷卻后過(guò)濾．
（3）該同學(xué)假設(shè)黑色沉淀是CuO．檢驗(yàn)過(guò)程如下：
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⁺．
①將CuO放入稀硫酸中，一段時(shí)間后，未見(jiàn)明顯現(xiàn)象，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，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)論是黑色沉淀中不含有CuO．
（4）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)明黑色沉淀具有還原性．
②產(chǎn)生紅棕色氣體的化學(xué)方程式是2NO+O₂═2NO₂．
③能確認(rèn)黑色沉淀中含有S元素的現(xiàn)象是B試管中出現(xiàn)白色沉淀，相應(yīng)的離子方程式是NO₂+SO₂+Ba²⁺+H₂O═BaSO₄↓+NO↑+2H⁺．
④為確認(rèn)黑色沉淀是“銅的硫化物”，還需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是取冷卻后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．
（5）以上實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，黑色沉淀中存在銅的硫化物．進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)后證明黑色沉淀是CuS與Cu₂S的混合物．將黑色沉淀放入濃硫酸中加熱一段時(shí)間后，沉淀溶解，其中CuS溶解的化學(xué)方程式為CuS+4H₂SO₄（濃）═CuSO₄+4SO₂↑+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）銅與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫氣體、硫酸銅和水；
（2）將銅與濃硫酸反應(yīng)后的溶液冷卻后通過(guò)過(guò)濾可以得到黑色固體；
（3）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，然后得出正確結(jié)論；
（4）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；
②一氧化氮與空氣中的氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化碳?xì)怏w，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
③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；
④還需要確定黑色固體中含有銅離子；
（5）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，能夠?qū)⒘蚧�銅中硫氧化成硫酸銅、二氧化硫和水，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）Cu與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2SO₂↑+2H₂O，步驟Ⅱ產(chǎn)生的氣體是SO₂，
故答案為：SO₂；
 （2）步驟Ⅲ中，“從反應(yīng)后的混合物中分離出黑色沉淀”的操作為：將反應(yīng)后的混合物倒入裝有冷水的燒杯中，冷卻后過(guò)濾，
故答案為：將反應(yīng)后的混合物倒入裝有冷水的燒杯中，冷卻后過(guò)濾；
（3）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，
故答案為：黑色沉淀中不含有CuO；
（4）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，
故答案為：還原性；
②紅棕色氣體為二氧化氮，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NO+O₂═2NO₂，
故答案為：2NO+O₂═2NO₂；
③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：NO₂+SO₂+Ba²⁺+H₂O═BaSO₄↓+NO↑+2H⁺，
故答案為：B試管中出現(xiàn)白色沉淀；NO₂+SO₂+Ba²⁺+H₂O═BaSO₄↓+NO↑+2H⁺；
④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，
故答案為：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；
（5）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，硫化銅與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuS+4H₂SO₄（濃）═CuSO₄+4SO₂↑+4H₂O；
故答案為：CuS+4H₂SO₄（濃）═CuSO₄+4SO₂↑+4H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了濃硫酸的化學(xué)性質(zhì)、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，明確濃硫酸的性質(zhì)及準(zhǔn)確理解題中信息是解題關(guān)鍵，題目難度中等．