题目内容
8．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．
（1）步骤Ⅱ产生的气体是SO2．
（2）步骤Ⅲ中，“从反应后的混合物中分离出黑色沉淀”的操作是将反应后的混合物倒入装有冷水的烧杯中，冷却后过滤．
（3）该同学假设黑色沉淀是CuO．检验过程如下：
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将CuO放入稀硫酸中，一段时间后，未见明显现象，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，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黑色沉淀中不含有CuO．
（4）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 |
②产生红棕色气体的化学方程式是2NO+O2═2NO2．
③能确认黑色沉淀中含有S元素的现象是B试管中出现白色沉淀，相应的离子方程式是NO2+SO2+Ba2++H2O═BaSO4↓+NO↑+2H+．
④为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”，还需进行的实验是取冷却后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．
（5）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溶解的化学方程式为CuS+4H2SO4（浓）═CuSO4+4SO2↑+4H2O．
分析 （1）铜与浓硫酸反应生成二氧化硫气体、硫酸铜和水；
（2）将铜与浓硫酸反应后的溶液冷却后通过过滤可以得到黑色固体；
（3）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；
（4）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；
②一氧化氮与空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化碳气体，据此写出反应的化学方程式；
③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还需要确定黑色固体中含有铜离子；
（5）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．
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）步骤Ⅲ中，“从反应后的混合物中分离出黑色沉淀”的操作为：将反应后的混合物倒入装有冷水的烧杯中，冷却后过滤，
故答案为：将反应后的混合物倒入装有冷水的烧杯中，冷却后过滤；
（3）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；
（4）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，
故答案为：还原性；
②红棕色气体为二氧化氮，反应的化学方程式为：2NO+O2═2NO2，
故答案为：2NO+O2═2NO2；
③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：B试管中出现白色沉淀；NO2+SO2+Ba2++H2O═BaSO4↓+NO↑+2H+；
④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，
故答案为：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；
（5）浓硫酸具有强氧化性，硫化铜与浓硫酸反应的化学方程式为：CuS+4H2SO4（浓）═CuSO4+4SO2↑+4H2O；
故答案为：CuS+4H2SO4（浓）═CuSO4+4SO2↑+4H2O．
点评 本题考查了浓硫酸的化学性质、性质实验方案的设计，明确浓硫酸的性质及准确理解题中信息是解题关键，题目难度中等．
| A． | 在t℃时，Ag2CrO4的Ksp=1×10-9 | |
| B． | X点有Ag2CrO4沉淀生成 | |
| C． | 通过加热蒸发可以使溶液由Y点变到Z点 | |
| D． | 在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4，可使溶液由Y点变到X点最终变到Z点 |
| A． | Fe、Al、Cu可以分别用置换法、直接加热法和电解法冶炼得到 | |
| B． | 含钙、钡、铂等金属元素的物质有绚丽的颜色，可用于制造焰火 | |
| C． | 石油裂解、煤的气化、海水制镁都包含化学变化 | |
| D． | 工业上为了加快分离胶体中的电解质杂质，常在渗析袋外施加电场，使电解质离子透过半透膜向两极移动，该操作是应用胶体的电泳原理 |
| A． | v（O2）=0.01 mol/（L•s） | B． | v（NO）=0.08 mol/（L•s） | ||
| C． | v（H2O）=0.003 mol/（L•s） | D． | v（NH3）=0.001 mol/（L•s） |
| A． | 放电时正极附近溶液的碱性增强 | |
| B． | 充电时锌极与外电源正极相连 | |
| C． | 放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO4被还原 | |
| D． | 充电时阳极反应为：Fe（OH）3-3e-+5OH-═FeO42-+4 H2O |
