Question

16．某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)為了探究銅與濃硫酸的反應(yīng)，進(jìn)行了如下系列實(shí)驗(yàn)．
【實(shí)驗(yàn)1】銅與濃硫酸反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．
實(shí)驗(yàn)步驟：
①先連接好裝置，檢驗(yàn)氣密性，加入試劑；
②加熱A試管直到B中品紅褪色，熄滅酒精燈；
③將Cu絲上提離開(kāi)液面．
（1）裝置 A 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，試管 C的作用是吸收多余的SO₂，防止污染空氣
（2）導(dǎo)管 D 的下端（虛線段）應(yīng)位于液面下（填“液面上”或“液面下”），導(dǎo)管 D 的作用有：①實(shí)驗(yàn)結(jié)束后排除裝置中的 SO₂，②防倒吸．
【實(shí)驗(yàn)2】實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)除了產(chǎn)生白色固體外，在銅絲表面還有黑色固體甲生成，甲中可能含有 CuO、Cu₂O、CuS、Cu₂S．為探究甲的成分，進(jìn)行了以下的實(shí)驗(yàn)．
查閱資料可知：Cu₂O+2HCl═CuCl₂+Cu+H₂O，CuS、Cu₂S 和稀 HCl不反應(yīng)．
2Cu₂O+O₂$\frac{\underline{\;煅燒\;}}{\;}$4CuO，2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;煅燒\;}}{\;}$ 2CuO+2SO₂
Cu₂S+2O₂$\frac{\underline{\;煅燒\;}}{\;}$2CuO+SO₂
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)行了如下的實(shí)驗(yàn)：

（3）固體乙在空氣中煅燒時(shí)，使用的實(shí)驗(yàn)儀器除了玻璃棒、三腳架、酒精燈外，還必須有泥三角、坩堝（坩堝鉗）．
（4）煅燒過(guò)程中，除上述反應(yīng)外，還可能發(fā)生反應(yīng)
（5）下列對(duì)于固體甲的成分的判斷中，正確的是（填字母選項(xiàng)）BCD．
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(méi)有Cu₂O，則一定有Cu₂S
D．固體甲中若存在Cu₂O，也可能有Cu₂S．

Answer 1

分析 （1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂SO₄（濃）+Cu $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；C裝置是吸收二氧化硫防止污染空氣；
（2）防止生成氣體從導(dǎo)管D處溢出，導(dǎo)管 D 的下端應(yīng)位于液面一下，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）固體煅燒需要在坩堝內(nèi)進(jìn)行，據(jù)此選擇需要的儀器；
（4）煅燒過(guò)程中可能銅會(huì)和氧氣反應(yīng)生成氧化銅；
（5）固體甲加入稀鹽酸后，得到的藍(lán)色溶液，說(shuō)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(chēng)取2.00g，氧氣流中煅燒、冷卻稱(chēng)量至恒重，得固體丙1.84g”，即實(shí)際減重了，說(shuō)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）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂SO₄（濃）+Cu $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，C中氫氧化鈉吸收二氧化硫發(fā)生的反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式，SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，防止污染空氣，
故答案為：2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；吸收多余的 SO₂，防止污染空氣；
（2）為防止生成的氣體溢出，導(dǎo)管 D 的下端（虛線段）應(yīng)位于液面下，導(dǎo)管 D 的作用有：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后排除裝置中的 SO₂，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，防止液體倒吸，
故答案為：液面下，防倒吸；
（3）固體乙在空氣中煅燒時(shí)，使用的實(shí)驗(yàn)儀器除了玻璃棒、三腳架、酒精燈外，還必須有泥三角、坩堝（坩堝鉗），
故答案為：泥三角、坩堝（坩堝鉗）；
（4）煅燒過(guò)程中，除上述反應(yīng)外，還可能發(fā)生反應(yīng)是銅單質(zhì)和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，
故答案為：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；
（5）經(jīng)分析固體甲加入稀鹽酸后，得到的藍(lán)色溶液，說(shuō)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(chēng)取2.00g，氧氣流中煅燒、冷卻稱(chēng)量至恒重，得固體丙1.84g”，即實(shí)際減重了，說(shuō)明必有CuS，還要有其他物質(zhì)．討論：①若有Cu₂O，Cu₂S可有可無(wú)；②若無(wú)Cu₂O，必有Cu₂S．故③中在煅燒過(guò)程中一定發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuS+3O₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，
經(jīng)上分析，對(duì)于固體甲的成分的判斷中，正確的是BCD，不正確的是A，
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(guò)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(jiàn)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，題目難度中等．