Question

11．某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应，进行了如下系列实验．
【实验1】铜与浓硫酸反应，实验装置如图1所示．

实验步骤：
①先连接好装置，检验气密性，加入试剂；
②加热A试管直到B中品红褪色，熄灭酒精灯；
③将Cu丝上提离开液面．
（1）装置A中发生反应的化学方程式为2H₂SO₄（浓）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）熄灭酒精灯后，因为有导管D的存在，B中的液体不会倒吸，其原因是试管A中气体压强减小，空气从D导管进入试管A中．
（3）拆除装置前，不需打开胶塞，就可使装置中残留气体完全被吸收，应当采取的操作是从D管口向A中通入空气（鼓气）．
【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2的实验：

（4）②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，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．
（5）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．
（6）下列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，CuO和Cu₂O至少有一种
C．固体甲中若没有Cu₂O，则一定有Cu₂S
D．固体甲中若存在Cu₂O，也可能有Cu₂S．

Answer 1

分析 （1）装置A中发生反应的化学方程式为2H₂SO₄（浓）+Cu $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）试管A中气体压强减小，空气从D导管进入试管A中；
（3）从D管口向A中大量鼓气可使装置中残留气体完全被吸收；
（4）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；
（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中发生反应的化学方程式为2H₂SO₄（浓）+Cu $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案为：2H₂SO₄（浓）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）熄灭酒精灯后，因为有导管D的存在，B中的液体不会倒吸，其原因是试管A中气体压强减小，空气从D导管进入试管A中，
故答案为：试管A中气体压强减小，空气从D导管进入试管A中；
（3）拆除装置前，不需打开胶塞，就可使装置中残留气体完全被吸收，应当采取的操作是从D管口向A中大量鼓气，故答案为：从D管口向A中通入空气（鼓气）；
（4）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；
（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$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，
故答案为：2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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 （条件也可为“煅烧”）；
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．

点评 本题整合和拓展了教材中的典型实验，侧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．