解答题-实验探究题 较难0.4 引用1 组卷675
某学习小组利用下图装置探究铜与浓H2SO4的反应(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)。
资料:微量Cu2+与过量NaOH溶液发生反应:Cu2++4OH− =[Cu(OH)4]2−,[Cu(OH)4]2−溶于甘油形成特征的绛蓝色溶液。
(1)A中反应的化学方程式是________ 。
(2)将装置C补充完整并标明所用试剂________ 。
(3)实验I中,铜片表面的黑色沉淀可能含CuO、Cu2S或CuS。为探究黑色沉淀的成分,取出反应后的铜片,用水小心冲洗后,进行下列操作:
甲认为通过上述两个实验证明黑色沉淀不含CuO,理由是________ 。
②乙同学认为仅通过颜色判断不能得出上述结论,理由是______ 。需要增加实验iii,说明黑色沉淀不含CuO,实验iii的操作和现象是_______ 。
(4)甲同学对黑色沉淀成分继续探究,补全实验方案:
(5)用仪器分析黑色沉淀的成分,数据如下:
230℃时黑色沉淀的成分是__________ 。
(6)为探究黑色沉淀消失的原因,取230℃时的黑色沉淀,加入浓H2SO4,加热至250℃时,黑色沉淀溶解,有刺激性气味的气体生成,试管底部出现淡黄色固体,溶液变蓝。用化学方程式解释原因____ 。
(7)综合上述实验过程,说明Cu和浓H2SO4除发生主反应外,还发生着其他副反应,为了避免副反应的发生,Cu和浓H2SO4反应的实验方案是______ 。
资料:微量Cu2+与过量NaOH溶液发生反应:Cu2++4OH− =[Cu(OH)4]2−,[Cu(OH)4]2−溶于甘油形成特征的绛蓝色溶液。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/23/680b909e-52a0-477e-bda9-18ca82d2f452.png?resizew=409)
编号 | 实验用品 | 实验现象 | |
I | 10mL 15mol/L 浓H2SO4溶液 | 过量铜片 | 剧烈反应,品红溶液褪色,150℃时铜片表面产生大量黑色沉淀,继续加热,250℃时黑色沉淀消失。 |
II | 10mL 15mol/L 浓H2SO4溶液 | 适量铜片 | 剧烈反应,品红溶液褪色,150℃时铜片表面产生少量黑色沉淀,继续加热,250℃时黑色沉淀消失。 |
(1)A中反应的化学方程式是
(2)将装置C补充完整并标明所用试剂
(3)实验I中,铜片表面的黑色沉淀可能含CuO、Cu2S或CuS。为探究黑色沉淀的成分,取出反应后的铜片,用水小心冲洗后,进行下列操作:
![]() | ![]() |
i. 黑色沉淀脱落,一段时间后,上层溶液呈无色。 | ii. 开始时,上层溶液呈无色,一段时间后,上层溶液呈淡蓝色。 |
甲认为通过上述两个实验证明黑色沉淀不含CuO,理由是
②乙同学认为仅通过颜色判断不能得出上述结论,理由是
(4)甲同学对黑色沉淀成分继续探究,补全实验方案:
编号 | 实验操作 | 实验现象 |
iv | 取洗净后的黑色沉淀,加入适量 | 黑色沉淀全部溶解,试管上部出现红棕色气体,底部有淡黄色固体生成。 |
(5)用仪器分析黑色沉淀的成分,数据如下:
150℃取样 | 230℃取样 |
铜元素3.2g,硫元0.96g。 | 铜元素1.28g,硫元0.64g。 |
230℃时黑色沉淀的成分是
(6)为探究黑色沉淀消失的原因,取230℃时的黑色沉淀,加入浓H2SO4,加热至250℃时,黑色沉淀溶解,有刺激性气味的气体生成,试管底部出现淡黄色固体,溶液变蓝。用化学方程式解释原因
(7)综合上述实验过程,说明Cu和浓H2SO4除发生主反应外,还发生着其他副反应,为了避免副反应的发生,Cu和浓H2SO4反应的实验方案是
2019·北京昌平·二模
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某同学在做浓硫酸与铜反应的实验过程中,观察到铜片表面变黑,于是对黑色物质的组成进行实验探究。
(1)用如右图所示装置进行实验1。(加热和夹持仪器已略去)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/11/9/1813614046715904/1814382481162240/STEM/e75e2ee945aa42fba58e978d2db0734b.png?resizew=194)
实验1:铜片与浓硫酸反应
①装置B的作用是________ ;装置C中盛放的试剂是_______ 。
②为证明A装置中灰白色沉淀的主要成分为硫酸铜,实验操作及现象是___________ 。
(2)探究实验1中120℃~250℃时所得黑色固体的成分。
【提出猜想】黑色固体中可能含有CuO、CuS、Cu2S中的一种或几种。
【查阅资料】
资料1:亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6]是Cu2+的灵敏检测剂,向含有Cu2+的溶液中滴加亚铁氰化钾溶液,生成红棕色沉淀。
资料2:
【设计并实施实验】
实验2.探究黑色固体中是否含CuO
①试剂A是_________ 。
②甲认为ii中溶液无色有可能是Cu2+浓度太小,于是补充实验确认了溶液中不含Cu2+,补充的实验操作及现象是______ 。
实验3.探究黑色固体中是否含CuS、Cu2S
【获得结论】由实验2和实验3可得到的结论是:实验1中,120℃~250℃时所得黑色固体中_______ 。
【实验反思】
分析实验1中338℃时产生现象的原因,同学们认为是较低温度时产生的黑色固体与热的浓硫酸进一步反应造成。已知反应的含硫产物除无水硫酸铜外还有二氧化硫,则黑色固体消失时可能发生的所有反应的化学方程式为_____________ 。
(1)用如右图所示装置进行实验1。(加热和夹持仪器已略去)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/11/9/1813614046715904/1814382481162240/STEM/e75e2ee945aa42fba58e978d2db0734b.png?resizew=194)
实验1:铜片与浓硫酸反应
操作 | 现象 |
加热到120℃~250℃ | 铜片表面变黑,有大量气体产生,形成墨绿色浊液 |
继续加热至338℃ | 铜片上黑色消失,瓶中出现“白雾”,溶液略带蓝色,瓶底部有较多灰白色沉淀 |
②为证明A装置中灰白色沉淀的主要成分为硫酸铜,实验操作及现象是
(2)探究实验1中120℃~250℃时所得黑色固体的成分。
【提出猜想】黑色固体中可能含有CuO、CuS、Cu2S中的一种或几种。
【查阅资料】
资料1:亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6]是Cu2+的灵敏检测剂,向含有Cu2+的溶液中滴加亚铁氰化钾溶液,生成红棕色沉淀。
资料2:
CuS | Cu2S |
黑色结晶或粉末 | 灰黑色结晶或粉末 |
难溶于稀硫酸;可溶于硝酸;微溶于浓氨水或热的浓盐酸 | 难溶于稀硫酸和浓盐酸;可溶于硝酸;微溶于浓氨水 |
实验2.探究黑色固体中是否含CuO
操作 | 现象 |
i.取表面附着黑色固体的铜片5片,用清水洗干净,放入盛有10mL试剂A的小烧杯中,搅拌 | 黑色表层脱落,露出光亮的铜片 |
ii.取出铜片,待黑色沉淀沉降 | 上层溶液澄清、无色 |
②甲认为ii中溶液无色有可能是Cu2+浓度太小,于是补充实验确认了溶液中不含Cu2+,补充的实验操作及现象是
实验3.探究黑色固体中是否含CuS、Cu2S
操作 | 现象 |
i.取实验2中黑色固体少许,加入适量浓氨水,振荡后静置 | 有固体剩余,固液分界线附近的溶液呈浅蓝色 |
ii.另取实验2中黑色固体少许,加入适量浓盐酸,微热后静置 | 有固体剩余,溶液变成浅绿色 |
【实验反思】
分析实验1中338℃时产生现象的原因,同学们认为是较低温度时产生的黑色固体与热的浓硫酸进一步反应造成。已知反应的含硫产物除无水硫酸铜外还有二氧化硫,则黑色固体消失时可能发生的所有反应的化学方程式为
某学习小组利用下图装置探究铜与浓
的反应(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/21/76e5feb2-b008-49fd-a4f3-1a3943cd6bba.png?resizew=273)
【资料】①微量
与过量
溶液发生反应:
,
溶于甘油形成特征的绛蓝色溶液。
②
和
均为黑色固体。
回答下列问题:
(1)A中主要反应的化学方程式为_______ 。
(2)装置B的作用是_______ 。
(3)为了探究黑色沉淀的成分,进行了下列实验:
实验Ⅰ:将含黑色固体的铜片取出放入到试管中,加入稀硫酸搅拌,充分反应后加入过量的
溶液,再滴入几滴甘油,无明显现象;
实验Ⅱ:将含黑色固体的铜片取出放入到试管中,加入溶液X并加热,一段时间后,黑色沉淀全部溶解,试管口处出现红棕色气体,底部有淡黄色固体生成。
①实验Ⅰ说明黑色固体中_______ (填“含有”或“不含有”)
。
②实验Ⅱ中“溶液X”是_______ ,实验证明固体为
或
。
(4)用仪器分析黑色沉淀的成分,数据如下:
取样:铜元素
,硫元素
。
取样:铜元素
,硫元素
。
则
时黑色沉淀的成分是_______ 。
(5)为探究黑色沉淀消失的原因,取
时的黑色沉淀,加入浓
,加热至
时,黑色沉淀溶解,有刺激性气味的气体生成,试管底部出现淡黄色固体,溶液变为蓝色。该过程的反应方程式为_______ 。
(6)实验可知,
和浓
除发生主反应外,还发生着其他副反应,为了避免副反应的发生,
和浓
反应时应选择的实验方案是_______ (填标号)。
A.将烧瓶中
的浓
加热至
以上,然后加入适量铜片
B.将烧瓶中
的浓
加热至
以上,然后加入适量铜片
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/21/76e5feb2-b008-49fd-a4f3-1a3943cd6bba.png?resizew=273)
编号 | 实验用品 | 实验现象 | |
① | 过量铜片 | 剧烈反应,品红溶液褪色, | |
② | 适量铜片 | 剧烈反应,品红溶液褪色, |
②
回答下列问题:
(1)A中主要反应的化学方程式为
(2)装置B的作用是
(3)为了探究黑色沉淀的成分,进行了下列实验:
实验Ⅰ:将含黑色固体的铜片取出放入到试管中,加入稀硫酸搅拌,充分反应后加入过量的
实验Ⅱ:将含黑色固体的铜片取出放入到试管中,加入溶液X并加热,一段时间后,黑色沉淀全部溶解,试管口处出现红棕色气体,底部有淡黄色固体生成。
①实验Ⅰ说明黑色固体中
②实验Ⅱ中“溶液X”是
(4)用仪器分析黑色沉淀的成分,数据如下:
则
(5)为探究黑色沉淀消失的原因,取
(6)实验可知,
A.将烧瓶中
B.将烧瓶中
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