为研究铜与浓硫酸的反应.某化学兴趣小组进行如下实验．实验Ⅰ反应产物的定性探究按如图装置进行实验:(1)F装置的烧杯中发生反应的离子方程式是SO2+2OH-=SO32-+H2O,B装置中的现象是白色粉末变蓝色．(2)实验过程中.能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是D装置中黑色固体颜色无变化.E装置中溶液褪色．(3)实验结束时.撤去所有酒精灯之前必� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

18．为研究铜与浓硫酸的反应，某化学兴趣小组进行如下实验．
实验Ⅰ反应产物的定性探究
按如图装置（固定装置已略去）进行实验：

（1）F装置的烧杯中发生反应的离子方程式是SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；B装置中的现象是白色粉末变蓝色．
（2）实验过程中，能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是D装置中黑色固体颜色无变化，E装置中溶液褪色．
（3）实验结束时，撤去所有酒精灯之前必须完成的实验操作是拉起铜丝，关闭K₁，K₂．
（4）实验结束后，证明A装置试管中所得产物中含有Cu²⁺的操作方法是将A装置中试管内冷却后的混合物沿杯壁（或玻璃棒）缓缓倒入盛有水的烧杯中，并不断搅拌，若溶液变蓝，证明含有Cu²⁺．
实验Ⅱ：反应产物的定量探究
（5）该小组同学在收集到足够的黑色固体后，进行了如图所示的实验：

a．检验滤渣是否洗涤干净的实验方法是取最后一次洗涤后所得液体，滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则说明沉淀洗涤干净；若有白色沉淀生成，则说明未洗干净．
b．在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂．
c．对于固体甲的成分的判断中，正确的是（填字母选项）BCD．
A．固体甲中，CuS和Cu₂S不能同时存在　　　　
B．固体甲中，Cu0和Cu₂0至少有一种
C．固体甲中若没有Cu₂0，则一定有Cu₂S　　　　
D．固体甲中可能有Cu₂S．
（6）为测出硫酸铜的产率，将该反应所得溶液中和后配制成250.00mL溶液，取该溶液25.00mL加入足量KI溶液振荡以淀粉溶液为指示剂，用0.36mol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂，3次实验平均消耗该Na₂S₂O₃溶液25.00mL．若反应消耗铜的质量为6.4g，则硫酸铜的产率为90%．　（已知2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-）

分析加热条件下，Cu和浓硫酸发生氧化还原反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，水具有挥发性，温度越高挥发性越强，所以生成的二氧化硫中含有水蒸气，水蒸气能使无水硫酸铜变蓝色；浓硫酸具有吸水性，能干燥二氧化硫气体；氢气具有还原性，能将黑色的氧化铜粉末还原为红色Cu；二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色；二氧化硫属于酸性氧化物且有毒，不能直接排空，可以用碱性溶液吸收．
（1）二氧化硫和NaOH反应生成亚硫酸钠和水；无水硫酸铜检验水蒸气；
（2）实验过程中，要证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素，只要证明生成的气体中含有二氧化硫不含氢气即可；
（3）实验结束时，撤去所有酒精灯之前要防止倒吸；
（4）铜离子在水溶液中呈蓝色，根据溶液颜色判断是否含有铜离子；
（5）a、检验滤渣是否洗涤干净的实验方法是取最后一次洗涤后所得液体少许于试管中，滴加硝酸银溶液观察是否有沉淀生成；
b、根据反应：Cu+O₂=CuO；Cu₂S+2O₂=2CuO+2SO₂；2CuS+3O₂=2CuO+2SO₂；从质量变化的角度分析；
c、固体甲加入稀盐酸后，得到的蓝色溶液，说明固体甲的成分中CuO和Cu₂O至少有一种，分析反应：Cu+O₂=CuO 增重；Cu₂S+2O₂=2CuO+2SO₂不变；2CuS+3O₂=2CuO+2SO₂ 减重，因题给“固体乙称取2.00g，氧气流中煅烧、冷却称量至恒重，得固体丙1.84g”，即实际减重了，说明必有CuS，还要有其他物质．讨论可能存在的情况可解答该题；
（6）根据2Cu²⁺+4I^-=2CuI+I₂、S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-得2Cu²⁺～I₂～S₂O₃^2-，根据铜离子和硫代硫酸根离子之间的关系式计算．

解答解：加热条件下，Cu和浓硫酸发生氧化还原反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，水具有挥发性，温度越高挥发性越强，所以生成的二氧化硫中含有水蒸气，水蒸气能使无水硫酸铜变蓝色；浓硫酸具有吸水性，能干燥二氧化硫气体；氢气具有还原性，能将黑色的氧化铜粉末还原为红色Cu；二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色；二氧化硫属于酸性氧化物且有毒，不能直接排空，可以用碱性溶液吸收．
（1）二氧化硫属于酸性氧化物，和NaOH反应生成亚硫酸钠和水，离子反应方程式为 SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；水具有挥发性，升高温度促进其挥发，所以生成的气体中含有水蒸气，水蒸气能使无水硫酸铜由白色变为蓝色，所以B装置中的现象是：白色粉末变蓝色，
故答案为：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；白色粉末变蓝色；
（2）证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素，利用元素化合价变化生成的产物分析判断，若生成氢气，D装置会黑色变化为红色，若生成二氧化硫E装置中品红会褪色，所以证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的实验现象是，D装置中氧化铜黑色不变化，说明无氢气生成，E装置中品红试液褪色说明生成了二氧化硫气体，
故答案为：D装置中黑色固体颜色无变化，E装置中溶液褪色；
（3）实验结束时，拉起铜丝，撤去所有酒精灯之前必须完成的实验操作是关闭K₁，K₂，防止CE中的溶液倒吸，炸裂玻璃管，
故答案为：拉起铜丝，关闭K₁，K₂；
（4）验证生成的溶液中含有铜离子，需要把试管中的液体倒入水中溶解，观察是否出现蓝色溶液，将A装置中冷却的混合溶液沿烧杯内壁缓缓倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌，出现蓝色溶液证明含有铜离子，
故答案为：将A装置中试管内冷却后的混合物沿杯壁（或玻璃棒）缓缓倒入盛有水的烧杯中，并不断搅拌，若溶液变蓝，证明含有Cu²⁺；
（5）a、中检验滤渣是否洗涤干净的实验方法是取最后一次洗涤后所得液体少许于试管中，滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则说明沉淀洗涤干净；若有白色沉淀生成，则说明未洗干净，
故答案为：取最后一次洗涤后所得液体，滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则说明沉淀洗涤干净；若有白色沉淀生成，则说明未洗干净；
b、根据反应判断：Cu+O₂=CuO 增重；Cu₂S+2O₂=2CuO+2SO₂不变；2CuS+3O₂=2CuO+2SO₂ 减重，则一定存在2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，
故答案为：2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂；
c、经分析固体甲加入稀盐酸后，得到的蓝色溶液，说明固体甲的成分中CuO和Cu₂O至少有一种，分析反应：Cu+O₂=CuO 增重；Cu₂S+2O₂=2CuO+2SO₂不变；2CuS+3O₂=2CuO+2SO₂ 减重，因题给“固体乙称取2.00g，氧气流中煅烧、冷却称量至恒重，得固体丙1.84g”，即实际减重了，说明必有CuS，还要有其他物质，讨论：①若有Cu₂O，Cu₂S可有可无；②若无Cu₂O，必有Cu₂S．故③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为2CuS+3O₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，经上分析，对于固体甲的成分的判断中，正确的是BCD，
故答案为：BCD；
（6）根据2Cu²⁺+4I^-=2CuI+I₂、2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-得2Cu²⁺～I₂～2S₂O₃^2-，
设制得的溶液中硫酸铜的物质的量浓度为xmol/L，
2Cu²⁺～I₂～2S₂O₃^2-，
2mol 2mol
0.025xmol （0.36×0.025）mol
2molL：2mol=0.025xmol：（0.36×0.025）mol
x=0.36mol/L，
则250mL溶液中m（Cu²⁺）=0.36mol/L×0.25L=0.09mol，参加反应的n（Cu）=$\frac{6.4g}{64g/mol}$=0.1mol，
则硫酸铜的产率=$\frac{0.09mol}{0.1mol}$×100%=90%，
故答案为：90%．