Question

某研究性學習小組為研究Cu與濃H₂SO₄的反應，設計了如圖所示的實驗探究方案（說明：①裝置中的固定儀器和酒精燈均未畫出，②SO₂易溶于水而不溶于CCl₄） 
實驗藥品：細銅絲、98.3%的H₂SO₄、品紅溶液、澄清石灰水、CCl₄、NaOH溶液等．以下是該學習小組部分交流記錄及后續(xù)探究實驗的記錄．
材料1：實驗現(xiàn)象摘錄：加熱前，無明顯現(xiàn)象發(fā)生，加熱后，液面下銅絲變黑，產(chǎn)生氣泡，有細小黑色顆粒狀物質(zhì)從銅絲表面進入濃硫酸中，黑色物質(zhì)是什么？較長時間加熱后，黑色顆粒狀物質(zhì)逐漸轉變?yōu)榛野咨�固體，猜想該灰白色固體極有可能是未溶于濃硫酸的CuSO₄．
材料2：探究實驗剪輯：將實驗所得黒色固體分離出來，再經(jīng)水洗仍有少量黑色不溶物，將該黒色不溶物分為三份：
①向其中加入幾滴濃硝酸，產(chǎn)生大量紅棕色氣體．
②向其中加入稀硫酸，黑色明顯變淺，溶液呈淺藍色
③經(jīng)過濾、稀硫酸洗滌、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10%左右．
根據(jù)上述材料回答下列問題：
（1）A試管上方的長導管作用是

 

；D、E兩支試管中CCl₄的作用是

 

．
（2）加熱過程中，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內(nèi)壁析出淡黃色固體物質(zhì)，在持續(xù)加熱濃硫酸（沸騰）時，淡黃色固體物質(zhì)又慢慢地消失．該淡黃色固體物質(zhì)可能是

 

，寫出淡黃色固體物質(zhì)消失的化學反應方程式：

 

．
（3）對A試管中的濃H₂SO₄和銅絲進行加熱，很快發(fā)現(xiàn)C試管中品紅溶液褪色，且D試管中澄清石灰水出現(xiàn)渾濁，據(jù)此推知A試管中反應生成了

 

．
（4）銅與濃硫酸反應的化學方程式：

 

（寫主要產(chǎn)物），根據(jù)上述研究，結合所學知識，你認為液面下方銅絲表面的黑色物質(zhì)成分是

 

（寫化學式）

Answer 1

考點：濃硫酸的性質(zhì)實驗

專題：氧族元素

分析：（1）長導管除了導氣作用之外，還可以讓氣體冷凝，回流；二氧化硫和強堿的反應十分劇烈，要注意防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生；
（2）硫在加熱時能和濃硫酸反應；
（3）二氧化硫能使品紅溶液褪色；
（4）銅能和濃硫酸反應生成硫酸銅和水以及二氧化硫，金屬銅可以被氧氣、硫等氧化．

解答： 解：（1）根據(jù)實驗裝置，長導管的作用一定是能導氣，但氣體在導管中時間一長就會冷凝，回流，二氧化硫和強堿的反應十分劇烈，可以采用四氯化碳的作用來達到防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生的目的，
故答案為：導氣、冷凝、回流；防止倒吸；
（2）濃硫酸具有強氧化性，硫在加熱時能和濃硫酸反應，S+2H₂SO₄（濃）

△   .

3SO₂↑+2H₂O，
故答案為：S；S+2H₂SO₄（濃）

△   .

3SO₂↑+2H₂O；
（3）二氧化硫能使品紅溶液褪色，能使澄清石灰水出現(xiàn)渾濁，故答案為：SO₂；                 
（4）Cu和濃硫酸的反應為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

SO₂↑+2H₂O+CuSO₄，在實驗中涉及的黑色的Cu的化合物有CuO、CuS、
Cu₂S，故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

SO₂↑+2H₂O+CuSO₄；CuO、CuS、Cu₂S．

點評：本題是有關銅及其化合物之間的轉化知識的綜合題目，考查角度廣，難度很大．