题目内容
【题目】某学习小组利用下图装置探究铜与浓H2SO4的反应（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）。
资料：微量Cu2+与过量NaOH溶液发生反应：Cu2++4OH =[Cu(OH)4]2，[Cu(OH)4]2溶于甘油形成特征的绛蓝色溶液。
编号 | 实验用品 | 实验现象 | |
I | 10mL 15mol/L 浓H2SO4溶液 | 过量铜片 | 剧烈反应，品红溶液褪色，150℃时铜片表面产生大量黑色沉淀，继续加热，250℃时黑色沉淀消失。 |
II | 10mL 15mol/L 浓H2SO4溶液 | 适量铜片 | 剧烈反应，品红溶液褪色，150℃时铜片表面产生少量黑色沉淀，继续加热，250℃时黑色沉淀消失。 |
（1）A中反应的化学方程式是________。
（2）将装置C补充完整并标明所用试剂________。
（3）实验I中，铜片表面的黑色沉淀可能含CuO、Cu2S或CuS。为探究黑色沉淀的成分，取出反应后的铜片，用水小心冲洗后，进行下列操作：
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i. 黑色沉淀脱落，一段时间后，上层溶液呈无色。 | ii. 开始时，上层溶液呈无色，一段时间后，上层溶液呈淡蓝色。 |
甲认为通过上述两个实验证明黑色沉淀不含CuO，理由是________。
②乙同学认为仅通过颜色判断不能得出上述结论，理由是______。需要增加实验iii，说明黑色沉淀不含CuO，实验iii的操作和现象是_______。
（4）甲同学对黑色沉淀成分继续探究，补全实验方案：
编号 | 实验操作 | 实验现象 |
iv | 取洗净后的黑色沉淀，加入适量_____溶液，加热。 | 黑色沉淀全部溶解，试管上部出现红棕色气体，底部有淡黄色固体生成。 |
（5）用仪器分析黑色沉淀的成分，数据如下：
150℃取样 | 230℃取样 |
铜元素3.2g，硫元0.96g。 | 铜元素1.28g，硫元0.64g。 |
230℃时黑色沉淀的成分是__________。
（6）为探究黑色沉淀消失的原因，取230℃时的黑色沉淀，加入浓H2SO4，加热至250℃时，黑色沉淀溶解，有刺激性气味的气体生成，试管底部出现淡黄色固体，溶液变蓝。用化学方程式解释原因____。
（7）综合上述实验过程，说明Cu和浓H2SO4除发生主反应外，还发生着其他副反应，为了避免副反应的发生，Cu和浓H2SO4反应的实验方案是______。
【答案】Cu＋2H2SO4(浓)
CuSO4＋SO2↑＋2H2O 
NaOH溶液 实验i和ii对比，上层溶液颜色不同，说明CuO与稀H2SO4反应生成Cu2+，i中上层溶液无色，说明不含Cu2+，因此黑色沉淀不含CuO。 溶液中Cu2+浓度过低，无法呈明显的蓝色 取实验i的上层清液，加入过量NaOH溶液，再加入一定量甘油，振荡，未观察到绛蓝色 HNO3 CuS CuS+2H2SO4
S↓+CuSO4+SO2↑+2H2O 将烧瓶中10mL15mol/L的浓H2SO4加热至250℃以上，其后加入适量铜片
【解析】
（1）A中铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫、水；
（2）二氧化硫属于酸性氧化物，污染空气；
（3）①CuO与稀H2SO4反应生成Cu2+，溶液变蓝；
②溶液中Cu2+浓度过低，无法呈明显的蓝色；检验上层溶液是否含有Cu2+；
（4）试管上部出的现红棕色气体是NO2，底部淡黄色固体是S单质；
（5）根据n(Cu):n(S)可计算化学式；
（6）取230℃时的黑色沉淀，加入浓H2SO4，加热至250℃时，黑色沉淀溶解，有刺激性气味的气体生成说明放出二氧化硫气体，试管底部出现淡黄色固体S，溶液变蓝说明有CuSO4生成，根据得失电子守恒配平方程式；
（7）综合上述实验过程可知加热至250℃时可避免铜与浓硫酸发生副反应。
（1）A中铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫、水，反应的化学方程式是Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；
（2）二氧化硫污染空气，所以装置C中盛放NaOH溶液吸收二氧化硫，装置图为；
（3）①CuO与稀H2SO4反应生成Cu2+，溶液变蓝；实验i和ii对比，i中上层溶液无色，说明不含Cu2+，因此黑色沉淀不含CuO。
②如果溶液中Cu2+浓度过低，也无法呈明显的蓝色，所以仅通过颜色判断不能得出黑色沉淀不含CuO的结论；根据资料信息：微量Cu2+与过量NaOH溶液发生反应：Cu2++4OH＝[Cu(OH)4]2，[Cu(OH)4]2溶于甘油形成特征的绛蓝色溶液。因此说明黑色沉淀不含CuO的实验iii的操作和现象是取实验i的上层清液，加入过量NaOH溶液，再加入一定量甘油，振荡，未观察到绛蓝色；
（4）黑色沉淀中加入适量硝酸发生氧化还原反应，硝酸被还原为红棕色气体是NO2，氧化产物是S单质；
（5）230℃取样，铜元素1.28g，硫元0.64g，则n(Cu):n(S)=
，所以230℃时黑色沉淀的成分是CuS；
（6）取230℃时的黑色沉淀，加入浓H2SO4，加热至250℃时，黑色沉淀溶解，有刺激性气味的气体生成说明放出二氧化硫气体，试管底部出现淡黄色固体S，溶液变蓝说明有CuSO4生成，反应方程式是CuS+2H2SO4
S↓+CuSO4+SO2↑+2H2O；
（7）将烧瓶中10mL15mol/L的浓H2SO4加热至250℃以上，其后加入适量铜片只发生Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
培优口算题卡系列答案
【题目】断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能。下表列出了一些化学键的键能E：
化学键 | H—H | Cl—Cl | O===O | C—Cl | C—H | O—H | H—Cl |
E/kJ·mol－1 | 436 | 247 | x | 330 | 413 | 463 | 431 |
请回答下列问题：
如图表示某反应的能量变化关系，则此反应为________(填“吸热”或“放热”)反应，其中ΔH＝______________(用含有a、b的关系式表示)。
若图示中表示反应 H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1，则b＝________kJ·mol－1，x＝__________。
(3)历史上曾用“地康法”制氯气，这一方法是用CuCl2作催化剂，在450 ℃利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为___________________________________。若忽略温度和压强对反应热的影响，根据上题中的有关数据，计算当反应中有1 mol电子转移时，反应的能量变化为______________。