17.某興趣小組對銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的黑色沉淀(可能含有CuO、CuS、Cu2S,其中CuS和 Cu2S不溶于稀鹽酸、稀硫酸)進(jìn)行探究,實驗步驟如下:
Ⅰ.將光亮銅絲插人濃硫酸,加熱;
Ⅱ.待產(chǎn)生大量黑色沉淀和氣體時,抽出銅絲,停止加熱;
Ⅲ.冷卻后,從反應(yīng)后的混合物中分離出黑色沉淀,洗凈、干燥備用.
回答下列問題:
(1)步驟Ⅱ產(chǎn)生氣體的化學(xué)式為SO2
(2)向含微量 Cu2+試液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液,能產(chǎn)生紅褐色沉淀.現(xiàn)將少量黑色沉淀放入稀硫酸中,充分振蕩以后,再滴加K4[Fe(CN)6]溶液,未見紅褐色沉淀,由此所得結(jié)論是黑色沉淀中不含有CuO.
(3)為證明黑色沉淀含有銅的硫化物,進(jìn)行如下實驗:
裝置現(xiàn)象結(jié)論及解釋
 ①A試管中黑色沉淀逐漸溶解
②A試管上方出現(xiàn)紅棕色氣體
③B試管中出現(xiàn)白色沉淀
a.現(xiàn)象②說明褐色沉淀具有
還原性.
b.試管B中產(chǎn)生白色沉淀的總反應(yīng)的離子方程式為
NO2+SO2+Ba2++H2O═BaSO4↓+NO↑+2H+
(4)CuS固體能溶于熱的濃硫酸,請用有關(guān)平衡移動原理加以解釋:CuS存在溶解平衡CuS(s) Cu2+(aq)+S2-(aq),熱的濃硫酸將S2-氧化,使S2-濃度減小,促進(jìn)上述平衡向正向移動,使CuS溶解.
(5)為測定黑色沉淀中Cu2S 的百分含量,取0.2g 步驟Ⅰ所得黑色沉淀,在酸性溶液中用 40.0mL 0.075mol/L KMnO4溶液處理,發(fā)生反應(yīng)如下:
8MnO4-+5Cu2S+44H+═10Cu2++5SO2↑+8Mn2++22H2O
6MnO4-+5CuS+28H+═5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O
反應(yīng)后煮沸溶液,趕盡SO2,過量的高錳酸鉀溶液恰好與35.0mL 0.1mol/L (NH42Fe(SO42 溶液反應(yīng)完全.則混合物中Cu2S 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%.

分析 (1)根據(jù)銅與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫氣體進(jìn)行解答;
(2)根據(jù)題中信息中檢驗銅離子的方法對②進(jìn)行分析,然后得出正確結(jié)論;
(3)a、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;
b、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)CuS在溶液中存在沉淀溶解平衡,根據(jù)平衡移動分析;
(5)依據(jù)滴定實驗數(shù)據(jù)計算剩余高錳酸鉀物質(zhì)的量,得到和硫化亞銅、硫化銅反應(yīng)的高錳酸鉀物質(zhì)的量,依據(jù)反應(yīng)的離子方程式列式計算得到.

解答 解:(1)Cu與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水,反應(yīng)為Cu+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+2SO2↑+2H2O,步驟Ⅱ產(chǎn)生的氣體是SO2
故答案為:SO2;
(2)向試液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液,若產(chǎn)生紅褐色沉淀,證明有Cu2+,根據(jù)②將黑色沉淀放入稀硫酸中,一段時間后,滴加K4[Fe(CN)6]溶液,未見紅褐色沉淀可知,黑色固體中一定不含CuO,
故答案為:黑色沉淀中不含有CuO;
(3)a、A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;
b、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:NO2+SO2+Ba2++H2O═BaSO4↓+NO↑+2H+;
(4)CuS難溶于水,在水溶液中會有很少量的Cu溶解,溶液中存在沉淀溶解平衡,CuS(s)?Cu2+(aq)+S2-(aq),熱的濃硫酸將S2-氧化,使S2-濃度減小,促進(jìn)上述平衡向正向移動,使CuS溶解;
故答案為:CuS存在溶解平衡CuS(s)?Cu2+(aq)+S2-(aq),熱的濃硫酸將S2-氧化,使S2-濃度減小,促進(jìn)上述平衡向正向移動,使CuS溶解;
(5)發(fā)生的反應(yīng)為:
8MnO4-+5Cu2S+44H+═10Cu2++5SO2↑+8Mn2++22H2O
6MnO4-+5CuS+28H+═5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O
MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O
設(shè)Cu2S、CuS的物質(zhì)的量分別為x、y,
與Cu2S、CuS反應(yīng)后剩余KMnO4的物質(zhì)的量:0.035L×0.1mol/L×$\frac{1}{5}$=0.0007mol,
160x+96y=0.2
$\frac{8x}{5}$+$\frac{6y}{5}$=0.04×0.075-0.0007
解得x=0.0005mol,
Cu2S的質(zhì)量分?jǐn)?shù):$\frac{0.0005mol×160g/mol}{0.2g}$×100%=40%,
故答案為:40%.

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,知識點較多,理解題中信息是解題關(guān)鍵,試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.下列物質(zhì)可以通過化合反應(yīng)制取的有:FeCl2、FeCl3、Fe(OH)3、Fe(OH)2、FeS、Fe3O4、NaHCO3、Al(OH)3(  )
A.5B.6C.7D.8

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

8.學(xué)習(xí)小組擬通過實驗,探究Mg(NO32受熱分解的產(chǎn)物.
小組猜想:。腆w產(chǎn)物可能有Mg(NO22、MgO、Mg3N2中的一種或幾種
ⅱ.氣體產(chǎn)物可能有NO2、N2、O2中的一種或幾種
查得相關(guān)資料:a.Mg(NO22、Mg(NO32易溶于水,MgO難溶于水.
b.2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
c.Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3
(1)針對以上猜想,設(shè)計了如圖所示實驗(圖中加熱、夾持儀器等裝置均省略):

(2)進(jìn)行實驗
Ⅰ.檢驗上述裝置氣密性.
Ⅱ.稱取3.7gMg(NO32固體,置入硬質(zhì)玻璃管A中,打開K,通入一段時間N2,并進(jìn)行相關(guān)物質(zhì)質(zhì)量稱量
Ⅲ.關(guān)閉K,用酒精燈持續(xù)給裝置A加熱,過程中各裝置內(nèi)溶液均未倒吸入其它裝置.
Ⅳ.待Mg(NO32完全分解,裝置冷卻至室溫,打開K,再緩慢通入一會N2后并再稱量.稱得A中剩余固體質(zhì)量為1.0g,B、C、D、E、F中溶液質(zhì)量分別增加了2.3g、0.0g、0.1g、0.3g、0.05g.
Ⅴ.取少量剩余固體于試管中,加入適量水,未出現(xiàn)明顯現(xiàn)象.
(3)回答問題
①小組預(yù)測一定有O2生成,理由是N元素化合價降低,則一定存在化合價升高的元素,只能為氧元素失去電子生成O2
②N2的電子式是,步驟Ⅱ中,通入一段時間N2的目的是避免對分解產(chǎn)物O2的檢驗產(chǎn)生干擾.
③步驟Ⅲ中,裝置A內(nèi)若出現(xiàn)了紅棕色氣體,其化學(xué)式是NO2
④裝置C中若紅色始終未褪,其設(shè)計的目的是驗證NO2是否被吸收干凈,防止NO2干擾后續(xù)對O2的檢驗.
⑤實驗中發(fā)現(xiàn)Mg(NO32分解時有O2生成,其實驗現(xiàn)象是C中紅色溶液中有氣泡冒出,D中溶液褪色,用化學(xué)用語解釋,產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是Na2SO3+H2O?NaHSO3+NaOH、2Na2SO3+O2=2Na2SO4
⑥實驗中Mg(NO32分解沒有N2生成的理由是Mg(NO32的質(zhì)量與剩余固體、NO2、O2的質(zhì)量之和相等,已符合質(zhì)量守恒定律.
⑦M(jìn)g(NO32分解的化學(xué)方程式是2Mg(NO32 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+4NO2↑+O2↑.
⑧裝置F中溶液質(zhì)量增加的原因是吸收空氣進(jìn)入的O2所致.

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5.為了探究Cl2、SO2同時通入H2O中發(fā)生的反應(yīng),某;瘜W(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計了如下圖所示的實驗裝置.

(1)該組同學(xué)為了制取Cl2,SO2氣體,現(xiàn)采用Na2SO3與70%的濃硫酸為原料制取SO2,采用MnO2和濃鹽酸(12mol/L)為原料制取Cl2.在此實驗中,發(fā)生裝置B應(yīng)選擇三種裝置中的①(選填序號),F(xiàn)的作用是防止倒吸.
(2)D裝置中主要反應(yīng)的離子方程式為SO2+Cl2+2H2O=SO42-+2Cl-+4H+
(3)為檢驗通入D裝置中的Cl2是否過量,該組同學(xué)取適量D溶液滴加至盛有少量紫色石蕊的試管中,若出現(xiàn)石蕊(先變紅后)褪色現(xiàn)象,則Cl2過量,此時E中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O,若D中出現(xiàn)石蕊變紅實驗現(xiàn)象,則氯氣不過量.

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12.在一定溫度下反應(yīng):2NO2(g)═N2O4(g)△H<0,其化學(xué)平衡常數(shù)為K,則下列說法正確的是( 。
A.相同溫度,2N2O4(g)═4NO2(g)的反應(yīng)熱和化學(xué)平衡常數(shù)分別為-2△H和K2
B.該反應(yīng)達(dá)到平衡后,縮小容器的容積,平衡右移,混合氣體顏色變淺
C.若投入2mol NO2,通過控制外界條件,必能生成1mol N2O4
D.平衡時一定有v(NO2)=2v(N2O4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式為(  )
A.向明礬溶液中滴加Ba(OH)2溶液,恰好使SO${\;}_{4}^{2-}$沉淀完全2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-═2Al(OH)3↓+3BaSO4
B.鋁溶于氫氧化鈉溶液:Al+2OH-+H2O═AlO2-+H2
C.玻璃試劑瓶被燒堿溶液腐蝕:SiO2+2Na++2OH-═Na2SiO3↓+H2O
D.VO2+與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng):5VO2++MnO${\;}_{4}^{-}$+H2O═5VO${\;}_{2}^{+}$+Mn2++2H+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的116號元素,已知它是氧族元素,則下列敘述錯誤的是(  )
A.不能形成穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物B.其原子最外層有6個電子
C.其最高價氧化物的水化物是強酸D.X是金屬元素

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.向一定量的鐵和氧化亞鐵,氧化鐵,四氧化三鐵的混合物中,加入150ml,4mol/L的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,并放出2.24LNO(標(biāo)態(tài)),往得到溶液中加入KSCN 溶液,無紅色出現(xiàn).若用足量氫氣在加熱條件下還原相同質(zhì)量的上述混合物,得到的鐵的物質(zhì)的量為(  )
A.0.21 molB.0.25 molC.0.3 molD.0.35mol

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7.下列物質(zhì)中,屬于電解質(zhì)是(  )
A.銅絲B.NaClC.酒精D.蔗糖

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