题目内容
某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应，进行了如图系列实验．
【实验1】铜与浓硫酸反应，某化学兴趣小组同学分别设计如下所示的三套实验装置：
（1）装置A中发生反应的化学方程式为 ．
（2）该小组同学对这三套装置进行了评价，认为甲和乙装置各有优缺点，甲装置的优点是 ，乙装置的优点是 ．
（3）丙装置综合了甲和乙的优点，是一套比较合理的装置，试管C中是NaOH溶液，A中玻璃管可起到防止B中品红溶液倒吸的作用，其原理是 ．为使装置中残留气体完全被C溶液吸收，可采取的操作是 ．
【实验2】实验中发现试管内除了产生白色固体外，在铜丝表面还产生黑色固体甲，其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜，以及被掩蔽的氧化亚铜．
查阅资料：
①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质，在氧气流中煅烧，可以转化为氧化铜．
②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸，在氧气流中煅烧，硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫．为了研究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了如图的实验：
（4）试管内的白色固体是
（5）③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为 ．
（6）最终小组同学对固体甲的成分的判断认为：CuO和Cu2O至少有一种；固体甲中若没有Cu2O，则Cu2S一定 （有/没有）．
【实验1】铜与浓硫酸反应，某化学兴趣小组同学分别设计如下所示的三套实验装置：
（1）装置A中发生反应的化学方程式为
（2）该小组同学对这三套装置进行了评价，认为甲和乙装置各有优缺点，甲装置的优点是
（3）丙装置综合了甲和乙的优点，是一套比较合理的装置，试管C中是NaOH溶液，A中玻璃管可起到防止B中品红溶液倒吸的作用，其原理是
【实验2】实验中发现试管内除了产生白色固体外，在铜丝表面还产生黑色固体甲，其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜，以及被掩蔽的氧化亚铜．
查阅资料：
①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质，在氧气流中煅烧，可以转化为氧化铜．
②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸，在氧气流中煅烧，硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫．为了研究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了如图的实验：
（4）试管内的白色固体是
（5）③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为
（6）最终小组同学对固体甲的成分的判断认为：CuO和Cu2O至少有一种；固体甲中若没有Cu2O，则Cu2S一定
考点：浓硫酸的性质实验,性质实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：（1）装置A中Cu和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应条件为加热；
（2）甲装置的优点尾气二氧化硫能被蘸有氢氧化钠溶液的棉花吸收，乙装置的优点是铜丝抽出反应停止，节省药品或控制反应的进行；
（3）倒吸是装置内压强低于外界大气压所致，玻璃管可以平衡内外压强，A中气压不会急剧减小或减少太多；从玻璃管通入空气把装置内的二氧化硫排到C中被吸收；
（4）铜和浓硫酸反应生成硫酸铜，加热的情况下，由于A容器中出现大量白色烟雾，导致溶剂减少，且浓硫酸具有吸水性，所以会析出白色固体硫酸铜；
（5）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；
（6）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．
（2）甲装置的优点尾气二氧化硫能被蘸有氢氧化钠溶液的棉花吸收，乙装置的优点是铜丝抽出反应停止，节省药品或控制反应的进行；
（3）倒吸是装置内压强低于外界大气压所致，玻璃管可以平衡内外压强，A中气压不会急剧减小或减少太多；从玻璃管通入空气把装置内的二氧化硫排到C中被吸收；
（4）铜和浓硫酸反应生成硫酸铜，加热的情况下，由于A容器中出现大量白色烟雾，导致溶剂减少，且浓硫酸具有吸水性，所以会析出白色固体硫酸铜；
（5）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；
（6）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．
解答：
解：（1）装置A中Cu和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应条件为加热，化学方程式为2H2SO4（浓）+Cu
CuSO4+SO2↑+2H2O，
故答案为：2H2SO4（浓）+Cu
CuSO4+SO2↑+2H2O；
（2）甲装置的优点尾气二氧化硫能被蘸有氢氧化钠溶液的棉花吸收，乙装置的优点是铜丝抽出反应停止，节省药品或控制反应的进行，
故答案为：有尾气处理装置；铜丝抽出反应停止，节省药品或控制反应的进行；
（3）倒吸是装置内压强低于外界大气压所致，玻璃管可以平衡内外压强，A中气压不会急剧减小或减少太多，可从玻璃管通入空气把装置内的二氧化硫排到C中被吸收，
故答案为：玻璃管可以平衡内外压强，A中气压不会急剧减小或减少太多； 从玻璃管中通入大量空气；
（4）铜和浓硫酸反应生成硫酸铜，加热的情况下，由于A容器中出现大量白色烟雾，导致溶剂减少，且浓硫酸具有吸水性，所以会析出白色固体硫酸铜，
故答案为：无水CuSO4；
（5）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
2CuO+2SO2，
故答案为：2CuS+3O2
2CuO+2SO2；
（6）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．
故答案为：有．
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故答案为：2H2SO4（浓）+Cu
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（2）甲装置的优点尾气二氧化硫能被蘸有氢氧化钠溶液的棉花吸收，乙装置的优点是铜丝抽出反应停止，节省药品或控制反应的进行，
故答案为：有尾气处理装置；铜丝抽出反应停止，节省药品或控制反应的进行；
（3）倒吸是装置内压强低于外界大气压所致，玻璃管可以平衡内外压强，A中气压不会急剧减小或减少太多，可从玻璃管通入空气把装置内的二氧化硫排到C中被吸收，
故答案为：玻璃管可以平衡内外压强，A中气压不会急剧减小或减少太多； 从玻璃管中通入大量空气；
（4）铜和浓硫酸反应生成硫酸铜，加热的情况下，由于A容器中出现大量白色烟雾，导致溶剂减少，且浓硫酸具有吸水性，所以会析出白色固体硫酸铜，
故答案为：无水CuSO4；
（5）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
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故答案为：2CuS+3O2
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（6）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．
故答案为：有．
点评：本题整合和拓展了教材中的典型实验，测重基本实验操作能力考查．一定要弄清楚课本中的基本实验，要通过动手做实验去了解仪器的结构、适用范围和工作原理，掌握常见气体的制备、除杂、收集、尾气处理等基本操作，熟悉教材中的典型实验装置．
练习册系列答案
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