题目内容

12．某兴趣小组对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀（可能含有CuO、CuS、Cu2S，其中CuS和 Cu2S不溶于稀盐酸、稀硫酸）进行探究，实验步骤如下：
Ⅰ．将光亮铜丝插人浓硫酸，加热；
Ⅱ．待产生大量黑色沉淀和气体时，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．
回答下列问题：
（1）步骤Ⅱ产生气体的化学式为SO2．
（2）向含微量 Cu2+试液中滴加K4[Fe（CN）6]溶液，能产生红褐色沉淀．现将少量黑色沉淀放入稀硫酸中，充分振荡以后，再滴加K4[Fe（CN）6]溶液，未见红褐色沉淀，由此所得结论是黑色沉淀中不含有CuO．
（3）为证明黑色沉淀含有铜的硫化物，进行如下实验：

装置现象结论及解释
①A试管中黑色沉淀逐渐溶解
②A试管上方出现红棕色气体
③B试管中出现白色沉淀		a．现象②说明褐色沉淀具有
还原性性．
b．试管B中产生白色沉淀的总反应的离子方程式为
NO2+SO2+Ba2++H2O═BaSO4↓+NO↑+2H+
（4）CuS固体能溶于热的浓硫酸，请用有关平衡移动原理加以解释：CuS存在溶解平衡CuS（s）Cu2+（aq）+S2-（aq），热的浓硫酸将S2-氧化，使S2-浓度减小，促进上述平衡向正向移动，使CuS溶解．
（5）为测定黑色沉淀中Cu2S 的百分含量，取0.2g 步骤Ⅰ所得黑色沉淀，在酸性溶液中用 40.0mL 0.075mol/L KMnO4溶液处理，发生反应如下：
8MnO4-+5Cu2S+44H+═10Cu2++5SO2↑+8Mn2++22H2O
6MnO4-+5CuS+28H+═5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O
反应后煮沸溶液，赶尽SO2，过量的高锰酸钾溶液恰好与35.0mL 0.1mol/L （NH4）2Fe（SO4）2 溶液反应完全．则混合物中Cu2S 的质量分数为40%．

分析 （1）根据铜与浓硫酸反应生成二氧化硫气体进行解答；
（2）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；
（3）a、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；
b、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；
（4）CuS在溶液中存在沉淀溶解平衡，根据平衡移动分析；
（5）依据滴定实验数据计算剩余高锰酸钾物质的量，得到和硫化亚铜、硫化铜反应的高锰酸钾物质的量，依据反应的离子方程式列式计算得到．

解答 解：（1）Cu与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应为Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+2SO2↑+2H2O，步骤Ⅱ产生的气体是SO2，
故答案为：SO2；
（2）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，
故答案为：黑色沉淀中不含有CuO；
（3）a、A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，
故答案为：还原性；
b、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：NO2+SO2+Ba2++H2O═BaSO4↓+NO↑+2H+，
故答案为：NO2+SO2+Ba2++H2O═BaSO4↓+NO↑+2H+；
（4）CuS难溶于水，在水溶液中会有很少量的Cu溶解，溶液中存在沉淀溶解平衡，CuS（s）?Cu2+（aq）+S2-（aq），热的浓硫酸将S2-氧化，使S2-浓度减小，促进上述平衡向正向移动，使CuS溶解；
故答案为：CuS存在溶解平衡CuS（s）?Cu2+（aq）+S2-（aq），热的浓硫酸将S2-氧化，使S2-浓度减小，促进上述平衡向正向移动，使CuS溶解；
（5）发生的反应为：
8MnO4-+5Cu2S+44H+═10Cu2++5SO2↑+8Mn2++22H2O
6MnO4-+5CuS+28H+═5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O
MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O
设Cu2S、CuS的物质的量分别为x、y，
与Cu2S、CuS反应后剩余KMnO4的物质的量：0.035L×0.1mol/L×$\frac{1}{5}$=0.0007mol，
160x+96y=0.2
$\frac{8x}{5}$+$\frac{6y}{5}$=0.04×0.075-0.0007
解得x=0.0005mol，
Cu2S的质量分数：$\frac{0.0005mol×160g/mol}{0.2g}$×100%=40%，
故答案为：40%．

点评 本题考查了浓硫酸的化学性质、性质实验方案的设计，题目难度中等，试题涉及的题量稍大，知识点较多，理解题中信息是解题关键，试题培养了学生的分析、理解能力．

练习册系列答案
相关题目
1．
（1）写出其分子式：C16H16O5．
（2）分子中有12个不饱和碳原子，有2种双键．
（3）分子中饱和碳原子有4个，一定与苯环处于同一平面的碳原子有10个．
3．将1molCO和2molH2充入一容积为1L的密闭容器中，分别在250℃、T℃发生反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=akJ/mol，根据图示判断，下列结论正确的是（　　）
A．a＜0，T＜250
B．250℃时，0～10min内：v（H2）=0.015mol/（L•min）
C．CO的平衡转化率在250℃时比T℃大
D．250℃时，起始时向容器中改充1molCH3OH气体，恒温达平衡后，CH3OH的物质的量大于0.15mol
20．在相同的A、B密闭容器中分别充入2mol SO2和1mol O2，使它们在一定温度下反应，并达新平衡：2SO2+O2
?2SO3（g）．若A容器保持体积不变，B容器保持压强不变．当A中SO2的转化率为25%时，B中SO2的转化率为（　　）
A．25%B．大于25%C．小于25%D．无法判断
7．（1）室温下，pH=13的NaOH溶液中，水电离出的c（H+）=a；pH=10的CH3COONa溶液中，水电离出的c（H+）=b，则a：b=1：109．
（2）中和相同体积、相同pH值的Ba（OH）2、NaOH和NH3•H2O三种稀溶液，所用相同物质的量浓度的盐酸的体积分别为V1、V2、V3，则三者关系为：V1=V2＜V3．
（3）已知（NH4）2A溶液是中性，又知将H2A溶液加入到Na2CO3溶液中有气体放出，试推断（NH4）2CO3溶液的pH＞ 7 （选填“＞”、“＜”或“=”）；
（4）氯化铁溶液中加入碳酸钙粉末，发现碳酸钙逐渐溶解，同时还产生的现象有：有红褐色沉淀生成，有气泡生成；用离子方程式表示产生上述现象的原因Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+、CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O．在饱和氯化铁溶液中加入一种单质，也会产生类似上述现象，这种单质是C （填字母）
A．碳B．硫 C．镁  D．铜
（5）在含有Cl-、Br-、I-的溶液中，已知其浓度均为0.1mo1/L，已知AgCl、AgBr、AgI的溶度积分别为1.6×10-10、4.1×10-15、1.5×10-16，若向混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液，试回答：
①当AgBr沉淀开始析出时，溶液中Ag+浓度是4.1×10-14mo1/L
②当AgCl沉淀开始析出时，溶液中的I-的浓度为：9.375×10-8mol/l．
17．下列说法正确的是：（　　）
A．工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯，在电解精练时，阳极减少的质量等于阴极增加的质量
B．心脏起搏器中使用的新型Li-I2 电池的寿命已超过10年，其反应可简单表示为2Li+I2═2LiI，阴极反应为：2Li-2e-═2Li+
C．为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，其中焊接在铁闸门上的金属材料可以是锌
D．某物质的溶解度为难溶，则该物质不溶于水．
4．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　）
A．氯化镁晶体需在氯化氢气流的氛围中加热失水制得无水氯化镁
B．夏天，打开碳酸饮料会有较多气泡溢出
C．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
D．工业上生产氨气时，采用高温和催化剂等条件
1．化合物I的分子式为C6H10O4，75%的A溶液常用于医疗消毒，与I相关的反应如图．根据以上信息回答下列问题．
（1）写出A中所含官能团的名称羟基，B的结构简式CH2=CH2．
（2）写出D→E的化学方程式CH3CHO+2Cu（OH）2+NaOH$\stackrel{△}{→}$CH3COONa+Cu2O↓+3H2O．
（3）写出一个F的同分异构体的结构简式（不要求环状）CH3OOCH或HO-CH2-CHO．
（4）工业上用B与O2在催化剂条件下产生环氧乙烷，写出该反应的化学方程式2CH2=CH2+O2 $\stackrel{催化剂}{→}$2．
（5）若1molG可以和2molNaHCO3反应，则I可能的结构简式为CH3CH2OOC-COOCH2CH3等．
2．下列实验操作或实验事故处理正确的是（　　）
A．不慎将浓碱溶液沾到皮肤上，立即用大量硫酸冲洗，然后再用水冲洗
B．不慎将酸溅到眼中，立即用大量水冲洗，边洗边眨眼睛
C．实验时手指上不小心沾上浓硫酸，立即用NaOH溶液清洗
D．酒精不慎洒在实验桌上烧起来时，立即用水浇灭

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