Question

12．某同學(xué)在實驗室做銅與濃硫酸反應(yīng)的實驗．
（1）寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
停止加熱，將試管中的混合物冷卻后倒入裝有冷水的燒杯中，攪拌、靜置，觀察到燒杯底部有黑色物質(zhì)．于是他對黑色物質(zhì)進(jìn)行了探究．
（2）該同學(xué)假設(shè)黑色物質(zhì)是CuO．檢驗過程如下：
【查閱文獻(xiàn)：檢驗微量Cu²⁺的方法是：向試液中滴加K₄[Fe（CN）₆]溶液，若產(chǎn)生紅褐紅沉淀，證明有Cu²⁺】該同學(xué)的實驗操作：
①將CuO放入稀硫酸中，一段時間后，滴加K₄[Fe（CN）₆]溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀．
②將黑色物質(zhì)放入稀硫酸中，一段時間后，滴加K₄[Fe（CN）₆]溶液，未見紅褐色沉淀．
實驗①的目的是做對比實驗由該檢驗過程所得結(jié)論是黑色沉淀中不含CuO．
（3）再次假設(shè)，黑色物質(zhì)是銅的硫化物．實驗如下：

現(xiàn)象 1A試管中黑色沉淀逐漸溶解 2A試管內(nèi)上方出現(xiàn)淺紅棕色氣體 3B試管中出現(xiàn)白色沉淀

①現(xiàn)象2說明黑色物質(zhì)具有還原性．
②A試管上方產(chǎn)生淺紅棕色氣體的化學(xué)方程式是2NO+O₂=2NO₂．
③能確認(rèn)黑色沉淀中含有S元素的現(xiàn)象是B試管中出現(xiàn)白色沉淀．
（4）以上實驗說明，黑色物質(zhì)中存在銅的硫化物．進(jìn)一步實驗后證明黑色物質(zhì)是CuS與Cu₂S的混合物．已知1molCu₂S與稀硝酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移8mole^-，寫出試管A中Cu₂S溶解的化學(xué)方程式3Cu₂S+20HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$6Cu（NO₃）₂+3SO₂↑+8NO↑+10H₂O．

Answer 1

分析 （1）銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水；
（2）對比實驗分析反應(yīng)現(xiàn)象，判斷黑色物質(zhì)成分；
（3）①紅棕色氣體為二氧化氮，說明稀硝酸被還原生成一氧化氮，黑色固體具有還原性；
②一氧化氮與空氣中的氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化碳?xì)怏w，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
③根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象③可知黑色固體與稀硝酸反應(yīng)生成了二氧化硫，證明黑色固體中含有硫元素；二氧化氮、二氧化硫的混合氣體能夠與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
④還需要確定黑色固體中含有銅離子；
（4）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，能夠?qū)⒘蚧瘉嗐~中硫氧化成硫酸銅、二氧化硫和水，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）①將CuO放入稀硫酸中，一段時間后，滴加K₄[Fe（CN）₆]溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀．
②將黑色物質(zhì)放入稀硫酸中，一段時間后，滴加K₄[Fe（CN）₆]溶液，未見紅褐色沉淀，說明黑色沉淀中不含CuO，實驗①的目的是做對比實驗觀察反應(yīng)現(xiàn)象，
故答案為：做對比實驗；黑色沉淀中不含CuO；
（3）①A試管內(nèi)上方出現(xiàn)紅棕色氣體，說明反應(yīng)中有一氧化氮生成，證明了黑色固體具有還原性，在反應(yīng)中被氧化，
故答案為：還原；
②紅棕色氣體為二氧化氮，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NO+O₂═2NO₂，
故答案為：2NO+O₂═2NO₂；
③根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象③B試管中出現(xiàn)白色沉淀可知，白色沉淀為硫酸鋇，說明黑色固體中含有硫元素，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：NO₂+SO₂+Ba²⁺+H₂O═BaSO₄↓+NO↑+2H⁺，
故答案為：B試管中出現(xiàn)白色沉淀；
（4）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，硫化亞銅與濃硫酸反應(yīng)，已知1molCu₂S與稀硝酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移8mole^-，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Cu₂S+2OHNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$6Cu（NO₃）₂+3SO₂↑+8NO↑+10H₂O，
故答案為：3Cu₂S+20HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$6Cu（NO₃）₂+3SO₂↑+8NO↑+10H₂O．

點評 本題考查了濃硫酸的化學(xué)性質(zhì)、性質(zhì)實驗方案的設(shè)計，題目難度中等，試題涉及的題量稍大，知識點較大，理解題中信息是解題關(guān)鍵，如根據(jù)銅離子檢驗方法解答（4）④；試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力．