Question

某學(xué)習(xí)小組利用教材中的裝置（如圖1）進(jìn)行銅與濃硫酸的反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了3個(gè)問題：（�。�沒有尾氣處理裝置；（ⅱ）品紅溶液產(chǎn)生倒吸；（ⅲ）試管內(nèi)生成了白色固體，銅絲表面還有黑色固體．針對以上問題，學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下改進(jìn)與探究．
（一）對裝置的改進(jìn)
經(jīng)過思考，學(xué)習(xí)小組對裝置進(jìn)行了改進(jìn)（如圖2），很好地解決了問題（�。┖停áⅲ�．
（1）C是

 

溶液；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)采取的操作是

 

．
（2）品紅溶液不再倒吸的原因是

 

．
（二）對試管內(nèi)固體產(chǎn)物成分的探究
（3）白色固體的成分可能是

 

，驗(yàn)證的方法

 

．
（4）對于黑色固體的成分，學(xué)習(xí)小組查閱了相關(guān)資料，獲得如下信息：該學(xué)習(xí)小組在收集到足夠的黑色固體后，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

1	黑色固體可能含CuO、CuS、Cu2S以及被掩蔽的Cu2O
2	Cu2O在酸性環(huán)境下會發(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CuO
3	CuS和Cu2S常溫下都不溶于稀鹽酸，在氧氣流中煅燒，CuS和Cu2S都轉(zhuǎn)化為CuO和SO2

①據(jù)此實(shí)驗(yàn)，下列對于黑色固體成分的判斷正確的是

 

（填選項(xiàng)字母）．
A．CuS和Cu₂S不能同時(shí)存在        
B．CuO和Cu₂O至少有一種
C．若沒有Cu₂O，則一定有Cu₂S      
D．若有Cu₂O，也可能有Cu₂S
②煅燒過程中一定發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：濃硫酸的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）B裝置用來檢驗(yàn)二氧化硫，C裝置用來除去二氧化硫，可用NaOH（或KMnO₄等）除去；可以從D導(dǎo)管通入空氣，將裝置中二氧化硫完全排出；
（2）空氣從玻璃管口進(jìn)入A中，阻止試管A中氣體壓強(qiáng)減�。�
（3）銅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，加熱的情況下，由于A容器中出現(xiàn)大量白色煙霧，導(dǎo)致溶劑減少，且濃硫酸具有吸水性，所以會析出白色固體硫酸銅；根據(jù)無水硫酸銅遇水變藍(lán)來檢驗(yàn)；
（4）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A稱取2.00g，氧氣流中煅燒、冷卻稱量至恒重，得固體B1.84g”，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；根據(jù)固體中肯定含有CuS，CuS轉(zhuǎn)化為CuO和SO₂．

解答： 解：（1）C裝置用來除去二氧化硫，可用NaOH（或KMnO₄等）除去；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，采取的操作方法為從玻璃管口向A中鼓入大量空氣，將裝置中二氧化硫氣體完全排出，
故答案為：NaOH（或KMnO₄等）；從玻璃管口向A中鼓入大量空氣；
（2）空氣從玻璃管口進(jìn)入A中，阻止試管A中氣體壓強(qiáng)減，品紅溶液不再倒吸；
故答案為：試管A中氣體壓強(qiáng)減小，空氣從玻璃管口進(jìn)入A中；
（3）銅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，加熱的情況下，由于A容器中出現(xiàn)大量白色煙霧，導(dǎo)致溶劑減少，且濃硫酸具有吸水性，所以會析出白色固體無水硫酸銅；無水硫酸銅遇水變藍(lán)，檢驗(yàn)的方法為：取少量白色固體溶于水中，如溶液呈藍(lán)色，證明為CuSO₄；
故答案為：無水硫酸銅；取少量白色固體溶于水中，如溶液呈藍(lán)色，證明為無水硫酸銅；
（4）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A稱取2.00g，氧氣流中煅燒、冷卻稱量至恒重，得固體B1.84g”，即實(shí)際減重了，說明必有CuS，還要有其他物質(zhì)．討論：①若有Cu₂O，Cu₂S可有可無；②若無Cu₂O，必有Cu₂S，故選BCD；
②固體中肯定含有CuS，CuS轉(zhuǎn)化為CuO和SO₂，方程式為：2CuS+3O₂

△   .

2CuO+2SO₂；
故答案為：2CuS+3O₂

△   .

2CuO+2SO₂．

點(diǎn)評：本題為實(shí)驗(yàn)綜合題，整合和拓展了教材中的典型實(shí)驗(yàn)，注重基本實(shí)驗(yàn)操作能力考查，題目較難，對于黑色固體的判斷既要根據(jù)現(xiàn)象來判斷，還要進(jìn)行定量計(jì)算來判斷．