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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

17．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． 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）+S^2-（aq），热的浓硫酸将S^2-氧化，使S^2-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；
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）+S^2-（aq），热的浓硫酸将S^2-氧化，使S^2-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）+S^2-（aq），热的浓硫酸将S^2-氧化，使S^2-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

68所名校图书小升初高分夺冠真卷系列答案

8．学习小组拟通过实验，探究Mg（NO₃）₂受热分解的产物．
小组猜想：ⅰ．固体产物可能有Mg（NO₂）₂、MgO、Mg₃N₂中的一种或几种
ⅱ．气体产物可能有NO₂、N₂、O₂中的一种或几种
查得相关资料：a．Mg（NO₂）₂、Mg（NO₃）₂易溶于水，MgO难溶于水．
b.2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O
c．Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂↓+2NH₃↑
（1）针对以上猜想，设计了如图所示实验（图中加热、夹持仪器等装置均省略）：

（2）进行实验
Ⅰ．检验上述装置气密性．
Ⅱ．称取3.7gMg（NO₃）₂固体，置入硬质玻璃管A中，打开K，通入一段时间N₂，并进行相关物质质量称量
Ⅲ．关闭K，用酒精灯持续给装置A加热，过程中各装置内溶液均未倒吸入其它装置．
Ⅳ．待Mg（NO₃）₂完全分解，装置冷却至室温，打开K，再缓慢通入一会N₂后并再称量．称得A中剩余固体质量为1.0g，B、C、D、E、F中溶液质量分别增加了2.3g、0.0g、0.1g、0.3g、0.05g．
Ⅴ．取少量剩余固体于试管中，加入适量水，未出现明显现象．
（3）回答问题
①小组预测一定有O₂生成，理由是N元素化合价降低，则一定存在化合价升高的元素，只能为氧元素失去电子生成O₂．
②N₂的电子式是

，步骤Ⅱ中，通入一段时间N₂的目的是避免对分解产物O₂的检验产生干扰．
③步骤Ⅲ中，装置A内若出现了红棕色气体，其化学式是NO₂．
④装置C中若红色始终未褪，其设计的目的是验证NO₂是否被吸收干净，防止NO₂干扰后续对O₂的检验．
⑤实验中发现Mg（NO₃）₂分解时有O₂生成，其实验现象是C中红色溶液中有气泡冒出，D中溶液褪色，用化学用语解释，产生上述现象的原因是Na₂SO₃+H₂O?NaHSO₃+NaOH、2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄．
⑥实验中Mg（NO₃）₂分解没有N₂生成的理由是Mg（NO₃）₂的质量与剩余固体、NO₂、O₂的质量之和相等，已符合质量守恒定律．
⑦Mg（NO₃）₂分解的化学方程式是2Mg（NO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+4NO₂↑+O₂↑．
⑧装置F中溶液质量增加的原因是吸收空气进入的O₂所致．

5．为了探究Cl₂、SO₂同时通入H₂O中发生的反应，某校化学兴趣小组同学设计了如下图所示的实验装置．

（1）该组同学为了制取Cl₂，SO₂气体，现采用Na₂SO₃与70%的浓硫酸为原料制取SO₂，采用MnO₂和浓盐酸（12mol/L）为原料制取Cl₂．在此实验中，发生装置B应选择三种装置中的①（选填序号），F的作用是防止倒吸．
（2）D装置中主要反应的离子方程式为SO₂+Cl₂+2H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+4H⁺．
（3）为检验通入D装置中的Cl₂是否过量，该组同学取适量D溶液滴加至盛有少量紫色石蕊的试管中，若出现石蕊（先变红后）褪色现象，则Cl₂过量，此时E中发生的离子反应方程式为2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O，若D中出现石蕊变红实验现象，则氯气不过量．

12．在一定温度下反应：2NO₂（g）═N₂O₄（g）△H＜0，其化学平衡常数为K，则下列说法正确的是（　　）

	A．	相同温度，2N₂O₄（g）═4NO₂（g）的反应热和化学平衡常数分别为-2△H和K²
	B．	该反应达到平衡后，缩小容器的容积，平衡右移，混合气体颜色变浅
	C．	若投入2mol NO₂，通过控制外界条件，必能生成1mol N₂O₄
	D．	平衡时一定有v_正（NO₂）=2v_逆（N₂O₄）

2．能正确表示下列反应的离子方程式为（　　）

	A．	向明矾溶液中滴加Ba（OH）₂溶液，恰好使SO${\;}_{4}^{2-}$沉淀完全2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+6OH^-═2Al（OH）₃↓+3BaSO₄↓
	B．	铝溶于氢氧化钠溶液：Al+2OH^-+H₂O═AlO₂^-+H₂↑
	C．	玻璃试剂瓶被烧碱溶液腐蚀：SiO₂+2Na⁺+2OH^-═Na₂SiO₃↓+H₂O
	D．	VO²⁺与酸性高锰酸钾溶液反应：5VO₂⁺+MnO${\;}_{4}^{-}$+H₂O═5VO${\;}_{2}^{+}$+Mn²⁺+2H⁺