Question

【题目】某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+。

（1）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是_______________。

（2）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___________________。

（3）以上实验说明，黑色沉淀中存在铜的硫化物。进一步实验后证明黑色沉淀是CuS与Cu2S的混合物。将黑色沉淀放入浓硫酸中加热一段时间后，沉淀溶解，其中CuS溶解的化学方程式是_____________。

Answer 1

【答案】黑色沉淀中不含有CuO 还原 B试管中出现白色沉淀 2NO3-+3SO2 + 3Ba2+ + 2H2O ＝ 3BaSO4↓+ 2NO↑+ 4H+;（或NO2 + SO2 + Ba2+ + H2O ＝ BaSO4↓+ NO↑+ 2H+） ③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 CuS + 4H2SO4(浓)CuSO4 + 4SO2↑+ 4H2O

【解析】

（1）根据题中信息中检验铜离子的方法对②进行分析，然后得出正确结论；

（2）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；

（3）浓硫酸具有强氧化性，能够将硫化铜中硫氧化成硫酸铜、二氧化硫和水，据此写出反应的化学方程式。

（1）结合题给信息进行分析，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，实验证明该黑色固体中不含有CuO；

（2）①A试管内上方出现红棕色气体，说明硝酸的还原产物为一氧化氮，遇到空气生成二氧化氮，证明在黑色固体中含有还原性的物质；

②A中产生的气体通入B中，在B试管中出现白色沉淀，证明白色沉淀是BaSO4，则黑色固体中含有S元素；相应的离子方程式是2NO3-+3SO2 + 3Ba2+ + 2H2O ＝ 3BaSO4↓+ 2NO↑+ 4H+或NO2 + SO2 + Ba2+ + H2O ＝ BaSO4↓+ NO↑+ 2H+，错误；

③ 为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”，还应该检验反应后的溶液中还存在Cu2+。故还需进行的实验操作是取冷却后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；

（3）CuS与浓硫酸反应的化学方程式是CuS + 4H2SO4(浓)CuSO4 + 4SO2↑+ 4H2O。