某同学对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀进行探究,实验步骤如下:

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  • 解题思路:(1)根据铜与浓硫酸反应生成二氧化硫气体进行解答;

    (2)将铜与浓硫酸反应后的溶液冷却后通过过滤可以得到黑色固体;

    (3)根据题中信息中检验铜离子的方法对②进行分析,然后得出正确结论;

    (4)①红棕色气体为二氧化氮,说明稀硝酸被还原生成一氧化氮,黑色固体具有还原性;

    ②一氧化氮与空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化碳气体,据此写出反应的化学方程式;

    ③根据反应现象③可知黑色固体与稀硝酸反应生成了二氧化硫,证明黑色固体中含有硫元素;二氧化氮、二氧化硫的混合气体能够与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,据此写出反应的离子方程式;

    ④还需要确定黑色固体中含有铜离子;

    (5)浓硫酸具有强氧化性,能够将硫化铜中硫氧化成硫酸铜、二氧化硫和水,据此写出反应的化学方程式.

    (1)Cu与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应为Cu+2H2SO4(浓)

    .

    CuSO4+2SO2↑+2H2O,步骤Ⅱ产生的气体是SO2

    故答案为:SO2

    (2)步骤Ⅲ中,“从反应后的混合物中分离出黑色沉淀”的操作为:将反应后的混合物倒入装有冷水的烧杯中,冷却后过滤,

    故答案为:将反应后的混合物倒入装有冷水的烧杯中,冷却后过滤;

    (3)向试液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+,根据②将黑色沉淀放入稀硫酸中,一段时间后,滴加K4[Fe(CN)6]溶液,未见红褐色沉淀可知,黑色固体中一定不含CuO,

    故答案为:黑色沉淀中不含有CuO;

    (4)①A试管内上方出现红棕色气体,说明反应中有一氧化氮生成,证明了黑色固体具有还原性,在反应中被氧化,

    故答案为:还原性;

    ②红棕色气体为二氧化氮,反应的化学方程式为:2NO+O2═2NO2

    故答案为:2NO+O2═2NO2

    ③根据反应现象③B试管中出现白色沉淀可知,白色沉淀为硫酸钡,说明黑色固体中含有硫元素;发生反应的离子方程式为:NO2+SO2+Ba2++H2O═BaSO4↓+NO↑+2H+

    故答案为:B试管中出现白色沉淀;NO2+SO2+Ba2++H2O═BaSO4↓+NO↑+2H+

    ④为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”,还需检验黑色固体中含有铜离子,方法为:取冷却后A装置试管中的溶液,滴加K4[Fe(CN)6]溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+,说明黑色沉淀是铜的硫化物,

    故答案为:取冷却后A装置试管中的溶液,滴加K4[Fe(CN)6]溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+,说明黑色沉淀是铜的硫化物;

    (5)浓硫酸具有强氧化性,硫化铜与浓硫酸反应的化学方程式为:CuS+4H2SO4(浓)

    .

    CuSO4+4SO2↑+4H2O,

    故答案为:CuS+4H2SO4(浓)

    .

    CuSO4+4SO2↑+4H2O.

    点评:

    本题考点: 浓硫酸的性质实验;性质实验方案的设计.

    考点点评: 本题考查了浓硫酸的化学性质、性质实验方案的设计,题目难度中等,试题涉及的题量稍大,知识点较大,理解题中信息是解题关键,如根据铜离子检验方法解答(4)④;试题培养了学生的分析、理解能力.