實(shí)驗(yàn)室可以濃硫酸與銅在加熱條件下制備SO2,實(shí)驗(yàn)裝置如圖?;卮鹣铝袉栴}:
已知:①濃硫酸的沸點(diǎn)約為338℃。
②CuS、Cu2S均為黑色沉淀,不溶于稀鹽酸與稀硫酸。
③[CuCl4]2-顯黃綠色。
(1)制備SO2的化學(xué)方程式為Cu+2H
2SO
4(濃)
CuSO
4+SO
2↑+2H
2O
Cu+2H
2SO
4(濃)
CuSO
4+SO
2↑+2H
2O
。
(2)脫脂棉應(yīng)蘸有
NaOH或酸性KMnO4
NaOH或酸性KMnO4
(填化學(xué)式)溶液。
(3)加熱具支試管中的硫酸至沸騰,伸入銅絲,5s后觀察到石蕊試紙變紅,10s后觀察到溶液變?yōu)樗{(lán)色,20s后觀察到品紅試紙褪色,5min后溶液藍(lán)色逐漸變淺,同時(shí)底部生成灰白色沉淀。
①灰白色沉淀的主要成分為CuSO4
CuSO4
,該沉淀的生成體現(xiàn)了濃硫酸的ABC
ABC
。(填標(biāo)號)。
A.酸性
B.氧化性
C.吸水性
D.脫水
②某同學(xué)認(rèn)為硫酸蒸氣也能使石蕊試紙變紅,因此不能說明反應(yīng)生成了SO2,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該猜想:上述裝置,取出銅絲,僅加熱濃硫酸至沸騰
上述裝置,取出銅絲,僅加熱濃硫酸至沸騰
。
③為避免硫酸蒸氣對反應(yīng)的干擾,應(yīng)如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置:在具支試管和雙通管之間添加一個(gè)裝有飽和亞硫酸氫鈉溶液的洗氣瓶
在具支試管和雙通管之間添加一個(gè)裝有飽和亞硫酸氫鈉溶液的洗氣瓶
。
(4)反應(yīng)過程中還觀察到銅絲表面附著少量黑色物質(zhì)(主要成分為CuS、Cu2S),一些文獻(xiàn)中認(rèn)為CuO是堿性氧化物,很容易和酸反應(yīng),所以黑色物質(zhì)中不可能存在CuO,為驗(yàn)證該說法,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下:
實(shí)驗(yàn)組別 |
實(shí)驗(yàn) |
現(xiàn)象 |
Ⅰ |
取0.5g CuO黑色粉末加入3mL 3mol?L-1H2SO4(過量)溶液中,充分振蕩 |
溶液顯淡藍(lán)色,放置1天后,藍(lán)色變深,仍有大量黑色粉末未溶解 |
Ⅱ |
取0.5g CuO黑色粉末加入 3mL 6mol/L 3mL 6mol/L HCl(過量)溶液中,充分振蕩 |
快速溶解,溶液顯黃綠色 |
Ⅲ |
取0.5g CuO黑色粉末加入3mL 18mol?L-1H2SO4(過量)溶液中,充分振蕩 |
黑色粉末不溶解,溶液不變色 |
Ⅳ |
將實(shí)驗(yàn)Ⅲ的溶液加熱至沸騰 |
黑色粉末部分溶解,仍有較多黑色固體,溶液顯淡藍(lán)色 |
①實(shí)驗(yàn)Ⅱ應(yīng)加入
3mL 6mol/L
3mL 6mol/L
HCl溶液。
②上述實(shí)驗(yàn)表明,CuO與酸的反應(yīng)受到H
+濃度、
溫度
溫度
、
陰離子種類
陰離子種類
等因素的影響。
③產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)Ⅲ現(xiàn)象的原因是
濃硫酸中H+濃度低
濃硫酸中H+濃度低
。
④設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明銅絲表面附著的黑色物質(zhì)是否含有CuO
取少量黑色物質(zhì),加入過量6mol/LHCl溶液,若溶液變?yōu)辄S綠色,則含有CuO
取少量黑色物質(zhì),加入過量6mol/LHCl溶液,若溶液變?yōu)辄S綠色,則含有CuO
。
【答案】Cu+2H
2SO
4(濃)
CuSO
4+SO
2↑+2H
2O;NaOH或酸性KMnO
4;CuSO
4;ABC;上述裝置,取出銅絲,僅加熱濃硫酸至沸騰;在具支試管和雙通管之間添加一個(gè)裝有飽和亞硫酸氫鈉溶液的洗氣瓶;3mL 6mol/L;3mL 6mol/L;溫度;陰離子種類;濃硫酸中H
+濃度低;取少量黑色物質(zhì),加入過量6mol/LHCl溶液,若溶液變?yōu)辄S綠色,則含有CuO