Question

2．某化學(xué)興趣小組探究銅與濃硫酸的反應(yīng)，探究過程如下．
實(shí)驗(yàn)一：銅與濃硫酸反應(yīng)
按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（部分夾持裝置略）．
（1）儀器X的名稱是分液漏斗，裝置B的作用是防止倒吸；
（2）組裝好儀器，檢查裝置氣密性的操作是手握燒瓶，若C、D導(dǎo)管中有氣泡冒出，松開手，C、D中有液柱回流；
（3）裝置C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺．
實(shí)驗(yàn)二：探究產(chǎn)物成分
上述實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)燒瓶底部有灰色固體，興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探究灰色固體的成分．
【查閱資料】
i．銅與濃硫酸反應(yīng)可能有CuO、Cu₂S、CuS等副產(chǎn)物生成．
ii．CuO、Cu₂S和CuS均為黑色不溶于水的固體；Cu₂S和CuS不溶于稀硫酸，在空氣中充分燃燒，均轉(zhuǎn)化為CuO和SO₂．
【實(shí)驗(yàn)探究】
（4）請完成下表：

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象	結(jié)論
取灰色固體于燒杯中，加入蒸餾水，攪拌、過濾，洗滌濾渣	固體部分溶解，溶液呈藍(lán)色	灰色固體中含有CuSO4
將濾渣轉(zhuǎn)移到另一燒杯中，加入足量稀硫酸，攪拌，充分反應(yīng)后過濾，將濾渣洗滌、干燥	固體部分溶解，濾液呈藍(lán)色，濾渣為黑色	灰色固體中含有CuO
稱量上一步得到的黑色濾渣2.56g，在空氣中灼燒至恒重，冷卻、稱量	得到2.40g固體	灰色固體中含有Cu2S、CuS

Answer 1

分析 （1）根據(jù)儀器X的特征及常見儀器的名稱解答；短管進(jìn)短管出可防止倒吸；
（2）裝置氣密性檢驗(yàn)的原理是：通過氣體發(fā)生器與附設(shè)的液體構(gòu)成封閉體系，依據(jù)改變體系內(nèi)壓強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象（如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）來判斷裝置氣密性的好壞；
（3）SO₂使酸性高錳酸鉀褪色，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成錳離子、硫酸根離子和水；
（4）依據(jù)資料有關(guān)信息結(jié)合銅離子在溶液中呈藍(lán)色分析，得到2.40g固體，根據(jù)銅原子守恒分析．

解答 解：A裝置中是銅和濃硫酸加熱，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：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，B防止倒吸，C利用二氧化硫的還原性檢驗(yàn)二氧化硫，D吸收尾氣．
（1）X為球形漏斗帶有玻璃活塞為分液漏斗，裝置B短管進(jìn)短管出可防止倒吸，
故答案為：分液漏斗；防止倒吸；
（2）裝置氣密性的檢查一般常用加熱法，依據(jù)的原理是：通過加熱（用酒精燈或熱毛巾或體溫）密閉容器，使其中的氣體受熱膨脹，壓強(qiáng)變大，導(dǎo)致放入水中的導(dǎo)管口有氣泡冒出（導(dǎo)管應(yīng)先放入水中），移開熱源后，由于裝置中的氣體遇冷收縮、壓強(qiáng)變小，又會(huì)在導(dǎo)管里形成一段水柱，所以組裝好儀器，檢查裝置氣密性的操作是手握燒瓶，若C、D導(dǎo)管中有氣泡冒出，松開手，C、D中有液柱回流，
故答案為：手握燒瓶，若C、D導(dǎo)管中有氣泡冒出，松開手，C、D中有液柱回流；
（3）裝置C中SO₂和酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)褪色，生成錳離子、硫酸根離子，離子反應(yīng)為：2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；
（4）銅與濃硫酸反應(yīng)Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，取灰色固體于燒杯中，加入蒸餾水，攪拌、過濾，洗滌濾渣，固體部分溶解，溶液呈藍(lán)色，為CuSO₄，將濾渣轉(zhuǎn)移到另一燒杯中，加入足量稀硫酸，攪拌，充分反應(yīng)后過濾，將濾渣洗滌、干燥，Cu₂S和CuS不溶于稀硫酸，濾液呈藍(lán)色，溶解的是CuO，稱量上一步得到的黑色濾渣2.56g，在空氣中灼燒至恒重，冷卻、稱量得到2.40g固體為氧化銅，物質(zhì)的量為n=$\frac{m}{M}$=$\frac{2.4g}{80g/mol}$=0.03mol，若黑色濾渣為Cu₂S則其質(zhì)量為0.03×$\frac{1}{2}$×160g=2.4g，若黑色濾渣為CuS則其質(zhì)量為0.03×96g=2.88g，原黑色濾渣為2.56g，為Cu₂S、CuS混合物，
故答案為：CuSO₄；CuO；Cu₂S、CuS．

點(diǎn)評 本題考查了探究銅與濃硫酸的反應(yīng)，題目難度中等，涉及濃硫酸與銅反應(yīng)、二氧化硫的還原性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、污染氣體的實(shí)驗(yàn)處理、產(chǎn)物的檢驗(yàn)等知識，（4）為難點(diǎn)，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識的能力．