Question

【题目】为研究铜与浓硫酸的反应,某化学兴趣小组进行如下实验。

实验Ⅰ:一组同学按下图装置(固定装置已略去)进行实验。

(1) A中反应的化学方程式为__________________。

(2) 实验过程中,能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是 __________。

(3) 为说明浓硫酸中的水是否影响B装置现象的判断,还需进行一次实验。实验方案为___________。

实验Ⅱ:另一组同学对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀进行探究,实验步骤如下:

i. 将光亮铜丝插入浓硫酸,加热;

ii. 待产生黑色沉淀和气体时,抽出铜丝,停止加热;

iii. 冷却后,从反应后的混合物中分离出黑色沉淀,洗净、干燥备用。

查阅文献:检验微量Cu2+的方法是向试液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+。

(4) 该同学假设黑色沉淀是CuO。检验过程如下:

①将CuO放入稀硫酸中,一段时间后,再滴加K4[Fe(CN)6] 溶液,产生红褐色沉淀。

②将黑色沉淀放入稀硫酸中,一段时间后,再滴加K4[Fe(CN)6] 溶液,未见红褐色沉淀。由该检验过程所得结论:________________。

(5) 再次假设,黑色沉淀是铜的硫化物。实验如下:

实验装置	现象
	1. A试管中黑色沉淀逐渐溶解 2. A试管内上方出现红棕色气体 3. B试管中出现白色沉淀

①现象2说明黑色沉淀具有____性。

②能确认黑色沉淀中含有S元素的现象是_______,相应的离子方程式是_____________。

③为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”,还需进行的实验操作是________。

Answer 1

【答案】 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4 +SO2↑+2H2O D中黑色固体颜色无变化,E中溶液褪色 使用上述装置,不放入铜丝进行实验,观察无水硫酸铜是否变蓝 黑色沉淀中不含有CuO 还原 B试管中出现白色沉淀 2 NO2-+3SO2+3Ba2++2H2O3BaSO4↓+2NO↑+4H+(或NO2+SO2+Ba2++H2OBaSO4↓+NO↑+2H+) 取冷却后A装置试管中的溶液,滴加 K4[Fe(CN)6] 溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+,说明黑色沉淀是铜的硫化物

【解析】实验Ⅰ:（1）A中的反应是浓硫酸和铜加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；（2）证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素，利用元素化合价变化生成的产物分析判断，若生成氢气，D装置会黑色变化为红色，若生成二氧化硫E装置中品红会褪色；（3）说明浓硫酸中的水是否影响B装置现象的判断进行的实验是：利用装置中铜不与浓硫酸接触反应，观察B装置是否变蓝；实验Ⅱ:（4）根据题中信息中检验铜离子的方法对②进行分析。（5）①红棕色气体为二氧化氮，说明稀硝酸被还原生成一氧化氮，黑色固体具有还原性；②根据反应现象③可知黑色固体与稀硝酸反应生成了二氧化硫，证明黑色固体中含有硫元素；二氧化氮、二氧化硫的混合气体能够与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，据此写出反应的离子方程式；③还需要确定黑色固体中含有铜离子；

实验Ⅰ:（1）A中的反应是浓硫酸和铜加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程： Cu+2H2SO4(浓)CuSO4 +SO2↑+2H2O ；（2）证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素，利用元素化合价变化生成的产物分析判断，若生成氢气，D装置会黑色变化为红色，若生成二氧化硫E装置中品红会褪色，所以证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的实验现象是，D装置中氧化铜黑色不变化，说明无氢气生成，E装置中品红试液褪色说明生成了二氧化硫气体；（3）利用装置中铜不与浓硫酸接触反应，不放入铜丝反应，观察B装置是否变蓝，若不变蓝证明浓硫酸中的水不影响实验，若无水硫酸铜出现变蓝，说明浓硫酸中的水会影响实验。

实验Ⅱ:（4）向试液中滴加K4[Fe（CN）6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2＋，根据②将黑色沉淀放入稀硫酸中，一段时间后，滴加K4[Fe（CN）6]溶液，未见红褐色沉淀可知，黑色固体中一定不含CuO。（5）①A试管内上方出现红棕色气体，说明反应中有一氧化氮生成，证明了黑色固体具有还原性，在反应中被氧化。②根据反应现象③B试管中出现白色沉淀可知，白色沉淀为硫酸钡，说明黑色固体中含有硫元素；发生反应的离子方程式为：2 NO2-+3SO2+3Ba2++2H2O3BaSO4↓+2NO↑+4H+(或NO2+SO2+Ba2++H2OBaSO4↓+NO↑+2H+) ；③为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”，还需检验黑色固体中含有铜离子，方法为：取冷却后A装置试管中的溶液，滴加K4[Fe（CN）6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2＋，说明黑色沉淀是铜的硫化物。