Question

某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究銅與濃硫酸的反應(yīng)．

（1）如果用圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
①裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，欲驗(yàn)證反應(yīng)生成氣體的還原性，小組同學(xué)取裝置B中溶液少量于一潔凈的試管中，應(yīng)向試管中加入的試劑是

 

（填序號(hào)）．
A．品紅溶液　　   B．稀鹽酸          C．BaCl₂溶液         D．稀硝酸
（2）為了更符合綠色化學(xué)的要求，該小組有同學(xué)建議用圖2裝置替換圖1裝置中的A部分進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)．針對(duì)圖2裝置回答：
①改進(jìn)后的裝置符合綠色化學(xué)思想的設(shè)計(jì)是

 

．
②準(zhǔn)備結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)立即熄滅酒精燈，B中的液體不會(huì)倒吸，其原因是

 

．
③拆除裝置前，不打開膠塞，要使裝置中殘留氣體完全被吸收，應(yīng)當(dāng)采取的操作是

 

（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)除了產(chǎn)生白色固體外，在銅絲表面還產(chǎn)生黑色固體甲，其中可能含有氧化銅、硫化銅、硫化亞銅，以及被掩蔽的氧化亞銅．
查閱資料：（a）氧化亞銅在酸性環(huán)境下會(huì)發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)生成Cu²⁺和銅單質(zhì)，在氧氣流中煅燒，可以轉(zhuǎn)化為氧化銅．
（b）硫化銅和硫化亞銅常溫下都不溶于稀鹽酸，在氧氣流中煅燒，硫化銅和硫化亞銅都轉(zhuǎn)化為氧化銅和二氧化硫．
為了研究甲的成分，該小組同學(xué)在收集到足夠量的固體甲后，進(jìn)行了如圖的實(shí)驗(yàn)：

①在煅燒過程中一定發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
②下列對(duì)于固體甲成分的判斷中，正確的是（填字母選項(xiàng)）

 

．
A．固體甲中，CuS和Cu₂S不能同時(shí)存在     B．固體甲中，CuO和Cu₂O至少有一種
C．固體甲中若沒有Cu₂O，則一定有Cu₂S    D．固體甲中可能有Cu₂S．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,元素及其化合物

分析：（1）①金屬銅可以和濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水；
②在B裝置中過氧化氫會(huì)把二氧化硫氧化為硫酸，故要檢驗(yàn)二氧化硫還原性，實(shí)際要檢驗(yàn)氧化產(chǎn)物硫酸的存在；
（2）①根據(jù)改進(jìn)后的裝置和改進(jìn)前的裝置的
②試管A中氣體壓強(qiáng)減小，空氣從D導(dǎo)管進(jìn)入試管A中；
③從D管口向A中大量鼓氣可使裝置中殘留氣體完全被吸收；
（3）①根據(jù)反應(yīng)：Cu+O₂=CuO；Cu₂S+2O₂=2CuO+2SO₂ ；2CuS+3O₂=2CuO+2SO₂；從質(zhì)量變化的角度分析；
②固體甲加入稀鹽酸后，得到的藍(lán)色溶液，說明固體甲的成分中CuO和Cu₂O至少有一種．分析反應(yīng)：Cu+O₂=CuO 增重；Cu₂S+2O₂=2CuO+2SO₂ 不變；2CuS+3O₂=2CuO+2SO₂ 減重，因題給“固體乙稱取2.00g，氧氣流中煅燒、冷卻稱量至恒重，得固體丙1.84g”，即實(shí)際減重了，說明必有CuS，還要有其他物質(zhì)，討論可能存在的情況可解答該題．

解答： 解：（1）①銅與濃硫酸共熱生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
②在B裝置中過氧化氫會(huì)把二氧化硫氧化為硫酸，故要檢驗(yàn)二氧化硫還原性，實(shí)際要檢驗(yàn)氧化產(chǎn)物硫酸的存在，可用稀鹽酸和氯化鋇來檢驗(yàn)，
故答案為：BC；
（2）①改進(jìn)后的裝置和原裝置相比的優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)備結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)將銅絲向上提出溶液，不會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生SO₂，這是符合綠色化學(xué)思想的設(shè)計(jì)，故答案為：準(zhǔn)備結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)將銅絲向上提出溶液，不會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生SO₂；
②熄滅酒精燈后，因?yàn)橛袑?dǎo)管D的存在，B中的液體不會(huì)倒吸，其原因是試管A中氣體壓強(qiáng)減小，空氣從D導(dǎo)管進(jìn)入試管A中，
故答案為：試管A中氣體壓強(qiáng)減小，空氣從D導(dǎo)管進(jìn)入試管A中；
③拆除裝置前，不需打開膠塞，就可使裝置中殘留氣體完全被吸收，應(yīng)當(dāng)采取的操作是從D管口向A中大量鼓氣，故答案為：從D管口向A中通入空氣（鼓氣）；
（3）①根據(jù)反應(yīng)判斷：Cu+O₂=CuO 增重；Cu₂S+2O₂=2CuO+2SO₂ 不變；2CuS+3O₂=2CuO+2SO₂ 減重，則一定存在2CuS+3O₂

△   .

2CuO+2SO₂，
故答案為：2CuS+3O₂

△   .

2CuO+2SO₂；   
②經(jīng)分析固體甲加入稀鹽酸后，得到的藍(lán)色溶液，說明固體甲的成分中CuO和Cu₂O至少有一種，分析反應(yīng)：Cu+O₂=CuO 增重；Cu₂S+2O₂=2CuO+2SO₂ 不變；2CuS+3O₂=2CuO+2SO₂ 減重；因題給“固體乙稱取2.00g，氧氣流中煅燒、冷卻稱量至恒重，得固體丙1.84g”，即實(shí)際減重了，說明必有CuS，還要有其他物質(zhì)．討論：a、若有Cu₂O，Cu₂S可有可無；b、若無Cu₂O，必有Cu₂S．故③中在煅燒過程中一定發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuS+3O₂

△   .

2CuO+2SO₂，經(jīng)以上分析，對(duì)于固體甲的成分的判斷中，正確的是BCD，
故答案為：BCD．

點(diǎn)評(píng)：本題整合和拓展了教材中的典型實(shí)驗(yàn)，側(cè)重基本實(shí)驗(yàn)操作能力考查，一定要弄清楚課本中的基本實(shí)驗(yàn)，要通過動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)去了解儀器的結(jié)構(gòu)、適用范圍和工作原理，掌握常見氣體的制備、除雜、收集、尾氣處理等基本操作，熟悉教材中的典型實(shí)驗(yàn)裝置．