Question

某研究性学习小组设计实验探究铜与浓硫酸的反应．

（1）如果用图1装置进行实验：
①装置A中反应的化学方程式

 

．
②实验结束后，欲验证反应生成气体的还原性，小组同学取装置B中溶液少量于一洁净的试管中，应向试管中加入的试剂是

 

（填序号）．
A．品红溶液　　   B．稀盐酸          C．BaCl₂溶液         D．稀硝酸
（2）为了更符合绿色化学的要求，该小组有同学建议用图2装置替换图1装置中的A部分进行探究实验．针对图2装置回答：
①改进后的装置符合绿色化学思想的设计是

 

．
②准备结束实验时立即熄灭酒精灯，B中的液体不会倒吸，其原因是

 

．
③拆除装置前，不打开胶塞，要使装置中残留气体完全被吸收，应当采取的操作是

 

（3）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：（a）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．
（b）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：

①在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为

 

．
②下列对于固体甲成分的判断中，正确的是（填字母选项）

 

．
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．固体甲中可能有Cu₂S．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题,元素及其化合物

分析：（1）①金属铜可以和浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；
②在B装置中过氧化氢会把二氧化硫氧化为硫酸，故要检验二氧化硫还原性，实际要检验氧化产物硫酸的存在；
（2）①根据改进后的装置和改进前的装置的
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；
（3）①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；
②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）①铜与浓硫酸共热生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
②在B装置中过氧化氢会把二氧化硫氧化为硫酸，故要检验二氧化硫还原性，实际要检验氧化产物硫酸的存在，可用稀盐酸和氯化钡来检验，
故答案为：BC；
（2）①改进后的装置和原装置相比的优点：准备结束实验时将铜丝向上提出溶液，不会继续产生SO₂，这是符合绿色化学思想的设计，故答案为：准备结束实验时将铜丝向上提出溶液，不会继续产生SO₂；
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）；
（3）①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；   
②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：a、若有Cu₂O，Cu₂S可有可无；b、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

△   .

2CuO+2SO₂，经以上分析，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．