Question

如圖是研究銅與濃硫酸的反應(yīng)裝置：
（1）A試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（2）反應(yīng)一段時間后，可觀察到B試管中的現(xiàn)象為

 

．
（3）C試管口浸有NaOH溶液的棉團作用是

 

．
（4）如將B試管換成D試管，并從直立導(dǎo)管中向BaCl₂溶液中通入另一種氣體，產(chǎn)生白色沉淀，則氣體可以是

 

、

 

．（要求填一種化合物和一種單質(zhì)的化學(xué)式；如有需要，可加裝防倒吸裝置．）
（5）實驗結(jié)束后，證明A試管中反應(yīng)所得產(chǎn)物是否含有銅離子的操作方法是

 

．
（6）在銅與濃硫酸反應(yīng)的過程中，發(fā)現(xiàn)有黑色物質(zhì)出現(xiàn)，經(jīng)查閱文獻獲得下列資料．

資料1	硫酸濃度mol/L 黑色物質(zhì)出現(xiàn)的溫度∕℃ 黑色物質(zhì)消失的溫度∕℃ 15 約150 約236 16 約140 約250 18 約120 不消失 附表 銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生黑色物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)
資料2	X射線晶體分析表明，銅與濃硫酸反應(yīng)生成的黑色物質(zhì)為Cu2S、CuS、Cu7S4中的一種或幾種．

僅由上述資料可得出的正確結(jié)論是

 

．
a．銅與濃硫酸反應(yīng)時所涉及的反應(yīng)可能不止一個
b．硫酸濃度選擇適當(dāng)，可避免最后產(chǎn)物中出現(xiàn)黑色物質(zhì)
c．該反應(yīng)發(fā)生的條件之一是硫酸濃度≥15mol?L
d．硫酸濃度越大，黑色物質(zhì)越快出現(xiàn)、越難消失．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計,濃硫酸的性質(zhì)實驗

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）A裝置中是銅和濃硫酸加熱方式反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水；
（2）生成的二氧化硫具有漂白性分析，二氧化硫的漂白作用是形成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)；
（3）飽和氯水和二氧化硫反應(yīng)，C試管口的棉花是防止二氧化硫、氯氣揮發(fā)到空氣中污染空氣，試管C口部的棉團浸有NaOH，可與二氧化硫反應(yīng)防止污染空氣；
（4）二氧化硫不與氯化鋇溶液反應(yīng)，通入的氣體需要滿足把二氧化硫轉(zhuǎn)化為鹽或把二氧化硫氧化為硫酸；
（5）可通過抽動銅絲控制反應(yīng)，證明A試管中反應(yīng)所得產(chǎn)物是否含有銅離子的操作方法是利用銅離子在溶液中呈藍色；
（6）圖表數(shù)據(jù)分析銅和濃硫酸反應(yīng)過程中會生成黑色物質(zhì)證明有副反應(yīng)，濃度合適會避免黑色固體出現(xiàn)，濃度越大，溫度越高黑色越難消失．

解答： 解：（1）A裝置中是銅和濃硫酸加熱方式反應(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） 

△   .

 CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃） 

△   .

 CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）生成的二氧化硫具有漂白性，二氧化硫的漂白作用是形成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，品紅溶液由紅色變成無色；
故答案為：紅色變成無色；
（3）飽和氯水和二氧化硫反應(yīng)，C試管口的棉花是防止二氧化硫、氯氣揮發(fā)到空氣中污染空氣，試管C口部的棉團浸有NaOH，可與二氧化硫反應(yīng)防止污染空氣；
故答案為：吸收Cl₂和SO₂，防止污染空氣；
（4）將B試管換成D試管，并從直立導(dǎo)管中向BaCl₂溶液中通入另一種氣體，產(chǎn)生白色沉淀，是因為二氧化硫不與氯化鋇溶液反應(yīng)，通入的氣體需要滿足把二氧化硫轉(zhuǎn)化為鹽或把二氧化硫氧化為硫酸，如堿性氣體NH₃、做氧化劑的氣體如Cl₂、O₂、O₃、Br₂、NO₂、NO、ClO₂、Cl₂O等，要求填二種化合物和二種單質(zhì)的化學(xué)式，可以是NH₃ （NO₂  或ClO₂ ）； Cl₂（O₃  或 O₂或Br₂蒸汽），
故答案為：NH₃ （NO₂  或ClO₂ ）； Cl₂（O₃  或 O₂或Br₂蒸汽）；
（5）可通過抽動銅絲控制反應(yīng)，證明A試管中反應(yīng)所得產(chǎn)物是否含有銅離子的操作方法是利用銅離子在溶液中呈藍色，向上拉銅絲，終止反應(yīng)，冷卻后，將A中溶液慢慢倒入盛有少量水的燒杯（試管）里，觀察溶液顏色是否為藍色證明是否生成銅離子；
故答案為：向上拉銅絲，終止反應(yīng)，冷卻后，將A中溶液慢慢倒入盛有少量水的燒杯（試管）里，觀察溶液顏色是否為藍色證明是否生成銅離子；
（6）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析可知，濃度不同時出現(xiàn)黑色物質(zhì)的時間隨濃度增大減小，濃度為18mol/L時生成的黑色物質(zhì)不能消失；
a．分析過程可知．發(fā)生的反應(yīng)過程中生成二氧化硫和硫酸銅的反應(yīng)過程中有奇談反應(yīng)發(fā)生生成黑色物質(zhì)，銅與濃硫酸反應(yīng)時所涉及的反應(yīng)可能不止一個，故符合；
b．圖表數(shù)據(jù)分析可知硫酸濃度選擇適當(dāng)，可避免最后產(chǎn)物中出現(xiàn)黑色物質(zhì)，故符合；
c．濃硫酸和銅的反應(yīng)濃度小于15mol/L也可能出現(xiàn)黑色物質(zhì)，出現(xiàn)的時間長，該反應(yīng)發(fā)生的條件不一定是硫酸濃度≥15mol?L^-1，故不符合；
d．圖表數(shù)據(jù)中，18mol/L的濃硫酸，出現(xiàn)褐色物質(zhì)的時間短，黑色物質(zhì)難以消失，所以硫酸濃度越大，黑色物質(zhì)越快出現(xiàn)、越難消失，故符合；
故答案為：abd．

點評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計，側(cè)重于濃硫酸與銅反應(yīng)，二氧化硫的漂白性、氧化性的實驗驗證、污染氣體的實驗處理，二氧化硫的還原性和酸性氧化物的性質(zhì)應(yīng)用，信息應(yīng)用能力，離子方程式的書寫方法，題目難度中等．