题目内容
某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应，设计如下实验探究方案（装置中的固定仪器和酒精灯均未画出）．实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品，铜丝被卷成螺旋状，一端浸入浓H2SO4中，另一端露置在液面上方．以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录：
材料一：小组交流摘录
学生1：加热前，无现象发生；加热后，液面下的铜丝变黑，表面产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中，黑色物质是什么？值得探究！
学生2：，我也观察到黑色颗粒状物质，后来逐渐转变为灰白色固体，我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的无水CuSO4．
学生3：你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑，而且试管上部内壁有少量淡黄色固体凝聚，会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应，我查资料发现：2Cu+S→Cu2S（黑色）．
材料二：探究实验剪辑
实验1：将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑，然后插入稀硫酸中，铜丝重新变得光亮，溶液呈蓝绿色；将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑，然后插入稀硫酸中无变化．
实验2：截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝，插入稀硫酸中无变化；将浓硫酸液面下方变黑的铜丝，插入稀硫酸，黑色变浅了些，溶液呈蓝色．
实验3：将溶液过滤得黑色颗粒状物质，经稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热，然后冷却，用电子天平称重发现质量减少．
根据上述材料回答下列问题
（1）A试管上方的长导管的作用是 ；D、E两支试管中CCl4的作用是 ．
（2）加热过程中，观察到A试管中出现大量白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质，在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢地消失．写出淡黄色固体消失的化学反应方程式： ．
（3）对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热，很快发现C试管中品红溶液褪色，并有大量气泡冒出，已知SO2难溶于CCl4中，但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀．你的猜想是： ．设计实验验证你的猜想 ．
（4）根据上述研究，结合所学知识，你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是 ．（写化学式）
材料一：小组交流摘录
学生1：加热前，无现象发生；加热后，液面下的铜丝变黑，表面产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中，黑色物质是什么？值得探究！
学生2：，我也观察到黑色颗粒状物质，后来逐渐转变为灰白色固体，我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的无水CuSO4．
学生3：你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑，而且试管上部内壁有少量淡黄色固体凝聚，会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应，我查资料发现：2Cu+S→Cu2S（黑色）．
材料二：探究实验剪辑
实验1：将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑，然后插入稀硫酸中，铜丝重新变得光亮，溶液呈蓝绿色；将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑，然后插入稀硫酸中无变化．
实验2：截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝，插入稀硫酸中无变化；将浓硫酸液面下方变黑的铜丝，插入稀硫酸，黑色变浅了些，溶液呈蓝色．
实验3：将溶液过滤得黑色颗粒状物质，经稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热，然后冷却，用电子天平称重发现质量减少．
根据上述材料回答下列问题
（1）A试管上方的长导管的作用是
（2）加热过程中，观察到A试管中出现大量白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质，在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢地消失．写出淡黄色固体消失的化学反应方程式：
（3）对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热，很快发现C试管中品红溶液褪色，并有大量气泡冒出，已知SO2难溶于CCl4中，但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀．你的猜想是：
（4）根据上述研究，结合所学知识，你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是
考点：浓硫酸的性质实验
专题：氧族元素
分析：（1）长导管除了导气作用之外，还可以让气体冷凝，回流；二氧化硫和强碱的反应十分剧烈，要注意防止倒吸现象的发生；
（2）硫在加热时能和浓硫酸反应生成二氧化硫和水；
（3）根据二氧化硫易溶于水，二氧化硫过量，反应生成了亚硫酸氢钙进行解答；利用酸式盐和强碱中的氢氧根反应能得到正盐设计方案；
（4）含有铜元素的常见黑色物质有CuO、CuS、Cu2S，结合实际来回答．
（2）硫在加热时能和浓硫酸反应生成二氧化硫和水；
（3）根据二氧化硫易溶于水，二氧化硫过量，反应生成了亚硫酸氢钙进行解答；利用酸式盐和强碱中的氢氧根反应能得到正盐设计方案；
（4）含有铜元素的常见黑色物质有CuO、CuS、Cu2S，结合实际来回答．
解答：
解：（1）根据实验装置，长导管的作用一定是能导气，但气体在导管中时间一长就会冷凝，回流，二氧化硫和强碱的反应十分剧烈，可以采用四氯化碳的作用来达到防止倒吸现象的发生的目的，
故答案为：导气、冷凝、回流；防止倒吸；
（2）浓硫酸具有强氧化性，硫在加热时能和浓硫酸反应，反应的化学方程式为S+2H2SO4（浓）
3SO2↑+2H2O，
故答案为：S+2H2SO4（浓）
3SO2↑+2H2O；
（3）猜想为：由于SO2产生的快而多且溶解度较大，Ca（OH）2溶解度很小，生成了Ca（HSO3）2溶液的缘故；Ca（HSO3）2能和强碱反应生成溶解度较小的亚硫酸钙，根据氢氧化钠溶液能够与亚硫酸氢钙反应生成亚硫酸钙进行检验，检验方案为：取样后，向其中加氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成，
故答案为：由于SO2产生的快而多且溶解度较大，Ca（OH）2溶解度很小，生成了Ca（HSO3）2溶液的缘故；取样后，向其中加氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成；
（4）将浓硫酸液面下方变黑的铜丝，插入稀硫酸、黑色明显变浅，溶液呈蓝绿色，说明黑色物质部分溶于稀硫酸，故答案为：CuO、CuS、Cu2S．
故答案为：导气、冷凝、回流；防止倒吸；
（2）浓硫酸具有强氧化性，硫在加热时能和浓硫酸反应，反应的化学方程式为S+2H2SO4（浓）
| ||
故答案为：S+2H2SO4（浓）
| ||
（3）猜想为：由于SO2产生的快而多且溶解度较大，Ca（OH）2溶解度很小，生成了Ca（HSO3）2溶液的缘故；Ca（HSO3）2能和强碱反应生成溶解度较小的亚硫酸钙，根据氢氧化钠溶液能够与亚硫酸氢钙反应生成亚硫酸钙进行检验，检验方案为：取样后，向其中加氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成，
故答案为：由于SO2产生的快而多且溶解度较大，Ca（OH）2溶解度很小，生成了Ca（HSO3）2溶液的缘故；取样后，向其中加氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成；
（4）将浓硫酸液面下方变黑的铜丝，插入稀硫酸、黑色明显变浅，溶液呈蓝绿色，说明黑色物质部分溶于稀硫酸，故答案为：CuO、CuS、Cu2S．
点评：本题考查了浓硫酸的化学性质，题目难度中等，注意掌握浓硫酸具有的化学性质，明确浓硫酸与铜反应原理，（3）为难点和易错点，注意根据题中信息进行猜想和设计方案．
练习册系列答案
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