Question

某研究性學(xué)習(xí)小組為研究Cu與濃H₂SO₄的反應(yīng)，設(shè)計了如圖所示的實驗探究方案（說明：①裝置中的固定儀器和酒精燈均未畫出，②SO₂易溶于水而不溶于CCl₄）
實驗藥品：細銅絲、98.3%的H₂SO₄、品紅溶液、澄清石灰水、CCl₄、NaOH溶液等．以下是該學(xué)習(xí)小組部分交流記錄及后續(xù)探究實驗的記錄．
材料1：實驗現(xiàn)象摘錄：加熱前，無明顯現(xiàn)象發(fā)生，加熱后，液面下銅絲變黑，產(chǎn)生氣泡，有細小黑色顆粒狀物質(zhì)從銅絲表面進入濃硫酸中，黑色物質(zhì)是什么？較長時間加熱后，黑色顆粒狀物質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛野咨�固體，猜想該灰白色固體極有可能是未溶于濃硫酸的CuSO₄．
材料2：探究實驗剪輯：將實驗所得黒色固體分離出來，再經(jīng)水洗仍有少量黑色不溶物，將該黒色不溶物分為三份：
①向其中加入幾滴濃硝酸，產(chǎn)生大量紅棕色氣體．
②向其中加入稀硫酸，黑色明顯變淺，溶液呈淺藍色
③經(jīng)過濾、稀硫酸洗滌、蒸餾水洗、干燥后放入氧氣流中加熱，然后冷卻，用電子天平稱重發(fā)現(xiàn)質(zhì)量減少10%左右．
根據(jù)上述材料回答下列問題：
（1）A試管上方的長導(dǎo)管作用是______；D、E兩支試管中CCl₄的作用是______．
（2）加熱過程中，觀察到A試管中出現(xiàn)大量白色煙霧，起初部分煙霧在試管上部內(nèi)壁析出淡黃色固體物質(zhì)，在持續(xù)加熱濃硫酸（沸騰）時，淡黃色固體物質(zhì)又慢慢地消失．該淡黃色固體物質(zhì)可能是______，寫出淡黃色固體物質(zhì)消失的化學(xué)反應(yīng)方程式：______．
（3）對A試管中的濃H₂SO₄和銅絲進行加熱，很快發(fā)現(xiàn)C試管中品紅溶液褪色，且D試管中澄清石灰水出現(xiàn)渾濁，據(jù)此推知A試管中反應(yīng)生成了______．
（4）銅與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：______
（寫主要產(chǎn)物），根據(jù)上述研究，結(jié)合所學(xué)知識，你認為液面下方銅絲表面的黑色物質(zhì)成分是______（寫化學(xué)式）

Answer 1

解：（1）根據(jù)實驗裝置，長導(dǎo)管的作用一定是能導(dǎo)氣，但氣體在導(dǎo)管中時間一長就會冷凝，回流，二氧化硫和強堿的反應(yīng)十分劇烈，可以采用四氯化碳的作用來達到防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生的目的，
故答案為：導(dǎo)氣、冷凝、回流；防止倒吸；
（2）濃硫酸具有強氧化性，硫在加熱時能和濃硫酸反應(yīng)，S+2H₂SO₄（濃）3SO₂↑+2H₂O，
故答案為：S；S+2H₂SO₄（濃）3SO₂↑+2H₂O；
（3）二氧化硫能使品紅溶液褪色，能使澄清石灰水出現(xiàn)渾濁，故答案為：SO₂；
（4）Cu和濃硫酸的反應(yīng)為：Cu+2H₂SO₄（濃）SO₂↑+2H₂O+CuSO₄，在實驗中涉及的黑色的Cu的化合物有CuO、CuS、
Cu₂S，故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）SO₂↑+2H₂O+CuSO₄；CuO、CuS、Cu₂S．
分析：（1）長導(dǎo)管除了導(dǎo)氣作用之外，還可以讓氣體冷凝，回流；二氧化硫和強堿的反應(yīng)十分劇烈，要注意防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生；
（2）硫在加熱時能和濃硫酸反應(yīng)；
（3）二氧化硫能使品紅溶液褪色；
（4）銅能和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水以及二氧化硫，金屬銅可以被氧氣、硫等氧化．
點評：本題是有關(guān)銅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化知識的綜合題目，考查角度廣，難度很大．