实验步骤 | 实验现象 | 结论及有关化学方程式 |
A.分别称取相同质量的样品,在空气中燃烧; B.分别称量硫化铜和硫化亚铜灼烧后剩余物质的质量 | A.有一种固体无变化,两种固体产生刺激性气味气体 B.有一种样品质量减轻,一种样品质量不变 | A.固体无变化的是氧化铜,产生刺激性气味气体的是硫化铜和硫化亚铜,在空气中煅烧中反应的化学方程式分别为2CuS+3O2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO2; Cu2S+2O2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+SO2 B.质量减轻的是硫化铜,质量不变的是硫化亚铜 |
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 |
分析 (1)在空气中煅烧硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫,有刺激性气味的气体产生,而氧化铜受热无变化,由于硫化铜和硫化亚铜的含铜量不同,故剩余的生成氧化铜的质量不同,然后根据物质的质量差异进行鉴别;
(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)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;
③还需要确定黑色固体中含有铜离子,根据题目信息来解答;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;
(4)先根据方程式MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O计算消耗的高锰酸钾的物质的量;高锰酸钾的总物质的量减去与(NH4)2Fe(SO4)2 反应的高锰酸钾的物质的量即为与混合溶液反应消耗的高锰酸钾的物质的量;
再根据金属化合物的质量和金属化合物与高锰酸钾反应的高锰酸钾的物质的量列方程式组,计算出硫化亚铜的质量,最后根据质量分数计算方法计算即可.
解答 解:(1)在空气中煅烧硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫,有刺激性气味的气体产生,而氧化铜受热无变化,由于硫化铜和硫化亚铜的含铜量不同,故剩余的生成氧化铜的质量不同,可以分别称量硫化铜和硫化亚铜灼烧后剩余物质的质量进行鉴别,如
2CuS+3O2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO2
192 160
Cu2S+2O2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+SO2
160 160
故答案为:2CuS+3O2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO2;Cu2S+2O2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+SO2;分别称量硫化铜和硫化亚铜灼烧后剩余物质的质量;
(2)向试液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+,根据②将黑色沉淀放入稀硫酸中,一段时间后,滴加K4[Fe(CN)6]溶液,未见红褐色沉淀可知,黑色固体中一定不含CuO,
故答案为:黑色沉淀中不含有CuO;
(3)①A试管内上方出现红棕色气体,说明反应中有一氧化氮生成,证明了黑色固体具有还原性,在反应中被氧化,故答案为:还原;
②根据反应现象③B试管中出现白色沉淀可知,白色沉淀为硫酸钡,说明黑色固体中含有硫元素;发生反应的离子方程式为:NO2+SO2+Ba2++H2O═BaSO4↓+NO↑+2H+,
故答案为:B试管中出现白色沉淀;NO2+SO2+Ba2++H2O═BaSO4↓+NO↑+2H+;
③为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”,还需检验黑色固体中含有铜离子,方法为:取冷却后A装置试管中的溶液,滴加K4[Fe(CN)6]溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+,说明黑色沉淀是铜的硫化物;浓硫酸具有强氧化性,硫化铜与浓硫酸反应的化学方程式为:CuS+4H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+4SO2↑+4H2O;
故答案为:取冷却后A装置试管中的溶液,滴加K4[Fe(CN)6]溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+,说明黑色沉淀是铜的硫化物;CuS+4H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+4SO2↑+4H2O;
(4)设消耗高锰酸钾xmol,
MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
1mol 5mol
xmol 0.350L×0.1mol/L
所以x=0.007,
高锰酸钾的总物质的量为0.400L×0.075mol/L=0.03mol,
所以KMnO4溶液与混合物反应,消耗KMnO4的物质的量为0.03mol-0.007mol=0.023mol,
设Cu2S的物质的量为mmol,CuS的物质的量为nmol,
8MnO4-+44H++5Cu2S=10Cu2++5SO2+8Mn2++22H2O
8 5
$\frac{8m}{5}$mol mmol
6MnO4-+28H++5CuS=5Cu2++5SO2+6Mn2++14H2O
6 5
$\frac{6}{5}n$ nmol
所以列方程组为:$\left\{\begin{array}{l}{160mg}&{+96ng=2g}\\{\frac{8m}{5}mol+}&{\frac{6n}{5}mol=0.023mol}\end{array}\right.$
解得:$\left\{\begin{array}{l}{m=o.oo5}\\{n=0.0125}\end{array}\right.$
所以Cu2S的质量为0.8g,CuS的质量为1.2g,
Cu2S的质量分数为$\frac{0.8g}{2g}$×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与化学计算,题目难度较大,知识点较多,理解题中信息和反应原理是解题关键,如根据铜离子检验方法解答(2)③,试题培养了学生的分析、理解能力.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | a条件下的反应速率小于b条件下的反应速率 | |
B. | 其他条件相同时,a表示有催化剂,b表示无催化剂 | |
C. | 其他条件相同,若a、b表示不同压强下的反应,则n>2 | |
D. | 其他条件相同,若a、b表示不同温度下的反应,则x>0 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 可以用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2 | |
B. | SO2能使溴水、KMnO4溶液迅速褪色 | |
C. | 硫粉在过量的氧气中燃烧可得到SO3 | |
D. | 少量SO2通入到浓的CaCl2溶液能生成白色沉淀 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 分子式为C12H8O2Cl4 | B. | 是一种可溶于水的气体 | ||
C. | 是最危险的致癌物之一 | D. | 是一种多卤代烃 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 点a时正反应速率比逆反应速率小 | |
B. | 点d:v正(H2)=3v逆(N2) | |
C. | 点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样 | |
D. | 点c处反应达到平衡 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 乙醇、乙二醇、丙三醇互为同系物,同系物之间不可能为同分异物体 | |
B. | 北京奥运会奖牌--“金镶玉”奖牌玉的化学成分多为含水钙镁硅酸盐,如:Ca2Mg5Si8O22(OH)2可用氧化物表示为:2CaO•5MgO•8SiO2•H2O | |
C. | 次氯酸的结构式为:H-Cl-O | |
D. | 丙烷分子的比例模型示意图: |
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