某研究性學(xué)習(xí)小組為研究Cu與濃H
2SO
4的反應(yīng),設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)探究方案(裝置中的固定儀器和酒精燈均未畫出).實(shí)驗(yàn)選用細(xì)銅絲、98.3%H
2SO
4、品紅溶液、澄清石灰水、CCl
4、NaOH溶液等藥品,銅絲被卷成螺旋狀,一端浸入濃H
2SO
4中,另一端露置在液面上方.以下是該學(xué)習(xí)小組部分交流記錄及后續(xù)探究實(shí)驗(yàn)的記錄:
材料一:小組交流摘錄
學(xué)生1:加熱前,無(wú)現(xiàn)象發(fā)生;加熱后,液面下的銅絲變黑,表面產(chǎn)生氣泡,有細(xì)小黑色顆粒狀物質(zhì)從銅絲表面進(jìn)入濃硫酸中,黑色物質(zhì)是什么?值得探究!
學(xué)生2:,我也觀察到黑色顆粒狀物質(zhì),后來(lái)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛野咨腆w,我想該灰白色固體極有可能是未溶于濃硫酸的無(wú)水CuSO
4.
學(xué)生3:你們是否注意到液面以上的銅絲也發(fā)黑,而且試管上部?jī)?nèi)壁有少量淡黃色固體凝聚,會(huì)不會(huì)液面以上的銅絲與硫發(fā)生了反應(yīng),我查資料發(fā)現(xiàn):2Cu+S→Cu
2S(黑色).
材料二:探究實(shí)驗(yàn)剪輯
實(shí)驗(yàn)1:將光亮的銅絲在酒精燈火焰上灼燒變黑,然后插入稀硫酸中,銅絲重新變得光亮,溶液呈藍(lán)綠色;將光亮的銅絲置入加熱的硫蒸氣中變黑,然后插入稀硫酸中無(wú)變化.
實(shí)驗(yàn)2:截取濃硫酸液面上方變黑的銅絲,插入稀硫酸中無(wú)變化;將濃硫酸液面下方變黑的銅絲,插入稀硫酸,黑色變淺了些,溶液呈藍(lán)色.
實(shí)驗(yàn)3:將溶液過(guò)濾得黑色顆粒狀物質(zhì),經(jīng)稀硫酸洗、蒸餾水洗、干燥后放入氧氣流中加熱,然后冷卻,用電子天平稱重發(fā)現(xiàn)質(zhì)量減少.
根據(jù)上述材料回答下列問(wèn)題
(1)A試管上方的長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是
;D、E兩支試管中CCl
4的作用是
.
(2)加熱過(guò)程中,觀察到A試管中出現(xiàn)大量白色煙霧,起初部分煙霧在試管上部?jī)?nèi)壁析出淡黃色固體物質(zhì),在持續(xù)加熱濃硫酸(沸騰)時(shí),淡黃色固體物質(zhì)又慢慢地消失.寫出淡黃色固體消失的化學(xué)反應(yīng)方程式:
.
(3)對(duì)A試管中的濃H
2SO
4和銅絲進(jìn)行加熱,很快發(fā)現(xiàn)C試管中品紅溶液褪色,并有大量氣泡冒出,已知SO
2難溶于CCl
4中,但始終未見(jiàn)D試管中澄清石灰水出現(xiàn)渾濁或沉淀.你的猜想是:
.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想
.
(4)根據(jù)上述研究,結(jié)合所學(xué)知識(shí),你認(rèn)為液面下方銅絲表面的黑色物質(zhì)成分是
.(寫化學(xué)式)