Question

某研究性學(xué)習(xí)小組為研究Cu與濃H₂SO₄的反應(yīng)，設(shè)計如下實驗探究方案（裝置中的固定儀器和酒精燈均未畫出）
實驗選用細(xì)銅絲、98.3%H₂SO₄、品紅溶液、澄清石灰水、CC1₄、NaOH溶液等藥品，銅絲被卷成螺旋狀，一端沒入濃H₂SO₄中，另一端露置在液面上方．
以下是該學(xué)習(xí)小組部分交流記錄及后續(xù)探究實驗的記錄

根據(jù)上述材料回答下列問題：
（1）A試管上方的長導(dǎo)管的作用是

 

；D、E兩支試管中CC1₄的作用是

 

．
（2）加熱過程中，觀察到A試管中出現(xiàn)大量白色煙霧，起初部分煙霧在試管上部內(nèi)壁析出淡黃色固體物質(zhì)，在持續(xù)加熱濃硫酸（沸騰）時，淡黃色固體物質(zhì)又慢慢地消失．寫出淡黃色固體消失的化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

．
（3）對A試管中的濃H₂SO₄和銅絲進(jìn)行加熱，很快發(fā)現(xiàn)C試管中品紅溶液褪色，但始終未見D試管中澄清石灰水出現(xiàn)渾濁或沉淀．學(xué)生1猜想是由于SO₂溶解度較大，生成了Ca（HSO₄）₂的緣故．請你設(shè)計實驗驗證學(xué)生1的猜想

 

．
（4）根據(jù)上述研究，結(jié)合所學(xué)知識，你認(rèn)為液面下方銅絲表面的黑色物質(zhì)成分是

 

．（寫化學(xué)式）
（5）學(xué)生2將反應(yīng)后的反應(yīng)液稀釋后進(jìn)行檢驗，發(fā)現(xiàn)溶液呈酸性，對此，學(xué)生2提出的猜想的：銅與濃硫酸反應(yīng)生成的硫酸銅水解溶液呈酸性．
你的猜想是：

 

．
請你設(shè)計一個簡單的實驗以驗證你的猜想：

 

．

Answer 1

分析：（1）長導(dǎo)管除了導(dǎo)氣作用之外，還可以讓氣體冷凝，回流；二氧化硫和強(qiáng)堿的反應(yīng)十分劇烈，要注意防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生；
（2）硫在加熱時能和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫和水，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）酸式鹽和強(qiáng)堿中的氫氧根反應(yīng)能得到正鹽，可以使用氫氧化鈉溶液進(jìn)行檢驗；
（4）含有銅元素的常見黑色物質(zhì)有CuO、CuS、Cu₂S，結(jié)合實際來回答；
（5）根據(jù)實驗實際情況來判斷溶液顯酸性的可能原因并進(jìn)行試驗驗證．

解答：解：（1）根據(jù)實驗裝置，長導(dǎo)管的作用一定是能導(dǎo)氣，但氣體在導(dǎo)管中時間一長就會冷凝，回流；二氧化硫和強(qiáng)堿的反應(yīng)十分劇烈，可以采用四氯化碳的作用來達(dá)到防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生的目的，
故答案為：導(dǎo)氣、冷凝、回流；防止倒吸；
（2）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，硫在加熱時能和濃硫酸反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為S+2H₂SO₄（濃）

△   .

 3SO₂↑+2H₂O，
故答案為：S+2H₂SO₄（濃）

△   .

 3SO₂↑+2H₂O；
（3）Ca（HSO₄）₂能和強(qiáng)堿反應(yīng)生成溶解度較小的亞硫酸鈣，可以加入氫氧化鈉溶液，觀察是否有沉淀生成，
故答案為：取樣后，向其中加氫氧化鈉溶液，觀察是否有沉淀生成；
（4）含有銅元素的黑色物質(zhì)有：CuO、CuS、Cu₂S，根據(jù)題中信息可知，所以液面下方銅絲表面的黑色物質(zhì)成分為CuO、CuS、Cu₂S，
故答案為：CuO、CuS、Cu₂S；
（5）溶液顯酸性的可能原因是硫酸過量，可以加入金屬鐵來檢驗溶液中氫離子的存在，方法為：取稀釋后的溶液適量于試管中，加入足量的鐵粉，若有無色無味的氣體產(chǎn)生，證明硫酸過量，
故答案為：銅和濃硫酸反應(yīng)的實驗中硫酸過量使溶液顯酸性；取稀釋后的溶液適量于試管中，加入足量的鐵粉，若有無色無味的氣體產(chǎn)生，證明硫酸過量（其他答案也合理）．

點(diǎn)評：本題考查了濃硫酸的性質(zhì)，題目難度中等，注意掌握濃硫酸具有的化學(xué)性質(zhì)，明確性質(zhì)實驗方案設(shè)計的方法，明確題中資料信息是解題根據(jù)，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力．