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:一組同學按下圖裝置(固定裝置已略去)進行實驗。

(1) A中反應的化學方程式為__________________。

(2) 實驗過程中,能證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素的現象是 __________。

(3) 為說明濃硫酸中的水是否影響B裝置現象的判斷,還需進行一次實驗。實驗方案為___________。

實驗Ⅱ:另一組同學對銅與濃硫酸反應產生的黑色沉淀進行探究,實驗步驟如下:

i. 將光亮銅絲插入濃硫酸,加熱;

ii. 待產生黑色沉淀和氣體時,抽出銅絲,停止加熱;

iii. 冷卻后,從反應后的混合物中分離出黑色沉淀,洗凈、干燥備用。

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

(4) 該同學假設黑色沉淀是CuO。檢驗過程如下:

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

②將黑色沉淀放入稀硫酸中,一段時間后,再滴加K4[Fe(CN)6] 溶液,未見紅褐色沉淀。由該檢驗過程所得結論:________________。

(5) 再次假設,黑色沉淀是銅的硫化物。實驗如下:

實驗裝置	現象
	1. A試管中黑色沉淀逐漸溶解 2. A試管內上方出現紅棕色氣體 3. B試管中出現白色沉淀

①現象2說明黑色沉淀具有____性。

②能確認黑色沉淀中含有S元素的現象是_______,相應的離子方程式是_____________。

③為確認黑色沉淀是“銅的硫化物”,還需進行的實驗操作是________。

Answer 1

【答案】 Cu+2H2SO4(濃)CuSO4 +SO2↑+2H2O D中黑色固體顏色無變化,E中溶液褪色 使用上述裝置,不放入銅絲進行實驗,觀察無水硫酸銅是否變藍 黑色沉淀中不含有CuO 還原 B試管中出現白色沉淀 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,若產生紅褐色沉淀,證明有Cu2+,說明黑色沉淀是銅的硫化物

【解析】實驗Ⅰ:（1）A中的反應是濃硫酸和銅加熱反應生成硫酸銅、二氧化硫和水；（2）證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素，利用元素化合價變化生成的產物分析判斷，若生成氫氣，D裝置會黑色變化為紅色，若生成二氧化硫E裝置中品紅會褪色；（3）說明濃硫酸中的水是否影響B裝置現象的判斷進行的實驗是：利用裝置中銅不與濃硫酸接觸反應，觀察B裝置是否變藍；實驗Ⅱ:（4）根據題中信息中檢驗銅離子的方法對②進行分析。（5）①紅棕色氣體為二氧化氮，說明稀硝酸被還原生成一氧化氮，黑色固體具有還原性；②根據反應現象③可知黑色固體與稀硝酸反應生成了二氧化硫，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生成硫酸鋇沉淀，據此寫出反應的離子方程式；③還需要確定黑色固體中含有銅離子；

實驗Ⅰ:（1）A中的反應是濃硫酸和銅加熱反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應的化學方程： Cu+2H2SO4(濃)CuSO4 +SO2↑+2H2O ；（2）證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素，利用元素化合價變化生成的產物分析判斷，若生成氫氣，D裝置會黑色變化為紅色，若生成二氧化硫E裝置中品紅會褪色，所以證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素的實驗現象是，D裝置中氧化銅黑色不變化，說明無氫氣生成，E裝置中品紅試液褪色說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，不放入銅絲反應，觀察B裝置是否變藍，若不變藍證明濃硫酸中的水不影響實驗，若無水硫酸銅出現變藍，說明濃硫酸中的水會影響實驗。

實驗Ⅱ:（4）向試液中滴加K4[Fe（CN）6]溶液，若產生紅褐色沉淀，證明有Cu2＋，根據②將黑色沉淀放入稀硫酸中，一段時間后，滴加K4[Fe（CN）6]溶液，未見紅褐色沉淀可知，黑色固體中一定不含CuO。（5）①A試管內上方出現紅棕色氣體，說明反應中有一氧化氮生成，證明了黑色固體具有還原性，在反應中被氧化。②根據反應現象③B試管中出現白色沉淀可知，白色沉淀為硫酸鋇，說明黑色固體中含有硫元素；發生反應的離子方程式為：2 NO2-+3SO2+3Ba2++2H2O3BaSO4↓+2NO↑+4H+(或NO2+SO2+Ba2++H2OBaSO4↓+NO↑+2H+) ；③為確認黑色沉淀是“銅的硫化物”，還需檢驗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，若產生紅褐色沉淀，證明有Cu2＋，說明黑色沉淀是銅的硫化物。