Question

11．某實驗小組同學為了探究銅與濃硫酸的反應，進行了如下系列實驗．
【實驗1】銅與濃硫酸反應，實驗裝置如圖1所示．

實驗步驟：
①先連接好裝置，檢驗氣密性，加入試劑；
②加熱A試管直到B中品紅褪色，熄滅酒精燈；
③將Cu絲上提離開液面．
（1）裝置A中發生反應的化學方程式為2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）熄滅酒精燈后，因為有導管D的存在，B中的液體不會倒吸，其原因是試管A中氣體壓強減小，空氣從D導管進入試管A中．
（3）拆除裝置前，不需打開膠塞，就可使裝置中殘留氣體完全被吸收，應當采取的操作是從D管口向A中通入空氣（鼓氣）．
【實驗2】實驗中發現試管內除了產生白色固體外，在銅絲表面還產生黑色固體甲，其中可能含有氧化銅、硫化銅、硫化亞銅，以及被掩蔽的氧化亞銅．
查閱資料：
①氧化亞銅在酸性環境下會發生自身氧化還原反應生成Cu²⁺和銅單質，在氧氣流中煅燒，可以轉化為氧化銅．
②硫化銅和硫化亞銅常溫下都不溶于稀鹽酸，在氧氣流中煅燒，硫化銅和硫化亞銅都轉化為氧化銅和二氧化硫．
為了研究甲的成分，該小組同學在收集到足夠量的固體甲后，進行了如圖2的實驗：

（4）②中檢驗濾渣是否洗滌干凈的實驗方法是取最后一次洗滌后所得液體，滴加硝酸銀溶液，若無白色沉淀產生，則說明沉淀洗滌干凈；若有白色沉淀生成，則說明未洗干凈．
（5）③中在煅燒過程中一定發生的反應的化學方程式為2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂．
（6）下列對于固體甲的成分的判斷中，正確的是（填字母選項）BCD．
A．固體甲中，CuS和Cu₂S不能同時存在
B．固體甲中，CuO和Cu₂O至少有一種
C．固體甲中若沒有Cu₂O，則一定有Cu₂S
D．固體甲中若存在Cu₂O，也可能有Cu₂S．

Answer 1

分析 （1）裝置A中發生反應的化學方程式為2H₂SO₄（濃）+Cu $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）試管A中氣體壓強減小，空氣從D導管進入試管A中；
（3）從D管口向A中大量鼓氣可使裝置中殘留氣體完全被吸收；
（4）檢驗濾渣是否洗滌干凈的實驗方法是取最后一次洗滌后所得液體少許于試管中，滴加硝酸銀溶液觀察是否有沉淀生成；
（5）根據反應：Cu+O₂=CuO；Cu₂S+2O₂=2CuO+2SO₂ ；2CuS+3O₂=2CuO+2SO₂；從質量變化的角度分析；
（6）固體甲加入稀鹽酸后，得到的藍色溶液，說明固體甲的成分中CuO和Cu₂O至少有一種．
分析反應：Cu+O₂=CuO 增重；Cu₂S+2O₂=2CuO+2SO₂ 不變；2CuS+3O₂=2CuO+2SO₂ 減重，
因題給“固體乙稱取2.00g，氧氣流中煅燒、冷卻稱量至恒重，得固體丙1.84g”，即實際減重了，說明必有CuS，還要有其他物質．討論可能存在的情況可解答該題．

解答 解：（1）裝置A中發生反應的化學方程式為2H₂SO₄（濃）+Cu $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）熄滅酒精燈后，因為有導管D的存在，B中的液體不會倒吸，其原因是試管A中氣體壓強減小，空氣從D導管進入試管A中，
故答案為：試管A中氣體壓強減小，空氣從D導管進入試管A中；
（3）拆除裝置前，不需打開膠塞，就可使裝置中殘留氣體完全被吸收，應當采取的操作是從D管口向A中大量鼓氣，故答案為：從D管口向A中通入空氣（鼓氣）；
（4）檢驗濾渣是否洗滌干凈的實驗方法是取最后一次洗滌后所得液體少許于試管中，滴加硝酸銀溶液，若無白色沉淀產生，則說明沉淀洗滌干凈；若有白色沉淀生成，則說明未洗干凈，
故答案為：取最后一次洗滌后所得液體，滴加硝酸銀溶液，若無白色沉淀產生，則說明沉淀洗滌干凈；若有白色沉淀生成，則說明未洗干凈；
（5）根據反應判斷：Cu+O₂=CuO 增重；Cu₂S+2O₂=2CuO+2SO₂ 不變；2CuS+3O₂=2CuO+2SO₂ 減重，則一定存在2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，
故答案為：2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂；
（6）經分析固體甲加入稀鹽酸后，得到的藍色溶液，說明固體甲的成分中CuO和Cu₂O至少有一種，分析反應：Cu+O₂=CuO 增重；Cu₂S+2O₂=2CuO+2SO₂ 不變；2CuS+3O₂=2CuO+2SO₂ 減重；因題給“固體乙稱取2.00g，氧氣流中煅燒、冷卻稱量至恒重，得固體丙1.84g”，即實際減重了，說明必有CuS，還要有其他物質．討論：①若有Cu₂O，Cu₂S可有可無；②若無Cu₂O，必有Cu₂S．故③中在煅燒過程中一定發生的反應的化學方程式為2CuS+3O₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂ （條件也可為“煅燒”）；
經上分析，對于固體甲的成分的判斷中，正確的是BCD，
故答案為：BCD．

點評 本題整合和拓展了教材中的典型實驗，側重基本實驗操作能力考查．一定要弄清楚課本中的基本實驗，要通過動手做實驗去了解儀器的結構、適用范圍和工作原理，掌握常見氣體的制備、除雜、收集、尾氣處理等基本操作，熟悉教材中的典型實驗裝置．