Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)Cu與H2SO4反應(yīng)的產(chǎn)物種類和性質(zhì)進(jìn)行探究． Ⅰ．產(chǎn)物種類探究
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(xiàn)獲得下列資料．
資料1：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)為中的一種或兩種．
資料2：

硫酸/molL﹣1	黑色物質(zhì)出現(xiàn)的溫度/°C	黑色物質(zhì)消失的溫度/°C
15	約150	約236
16	約140	約250
18	約120	不消失

（1）由上述資料2可得出的正確結(jié)論是（選填下列字母編號(hào)） a．銅與濃硫酸反應(yīng)時(shí)所涉及的反應(yīng)可能不止一個(gè)
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＞15molL﹣1
d．硫酸濃度越大，黑色物質(zhì)出現(xiàn)越快，越難消失
（2）Cu與足量16molL﹣1濃硫酸反應(yīng)時(shí)，在80°C以后，隨著溫度的逐漸升高，反應(yīng)中硫酸銅的生成逐漸增加，而CuS卻逐漸減少，到達(dá)250°C左右時(shí)，CuS在反應(yīng)中完全消失的澄清溶液，CuS消失的化學(xué)方程式為 ．
（3）Ⅱ．產(chǎn)物性質(zhì)探究 Cu與濃H2SO4反應(yīng)生成的CuSO4具有某些特定性質(zhì)，一定濃度CuSO4溶液與NaHCO3溶液反應(yīng)后生成藍(lán)綠色顆粒狀沉淀，沉淀可能是CuCO3 ， Cu（OH）2 ， 或者CuCO3與Cu（OH）2的混合物．
1）若沉淀是Cu（OH）2 ， 生成沉淀的離子方程式是 ．
2）為了進(jìn)一步探究沉淀的成分，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖：
實(shí)驗(yàn)操作步驟為
a．取沉淀樣品100克于B中，檢查裝置的氣密性
b．打開K1 ， K3 ， 關(guān)閉K2 ， K4 ， 通入足量空氣
c．關(guān)閉K1 ， K3 ， 打開K2 ， K4 ， 充分反應(yīng)
d．反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉K2 ， 打開K1 ， 再通入足量空氣
e．測(cè)得裝置D的質(zhì)量增加了22g
①步驟b的作用是
②若沉淀樣品為CuCO3和Cu（OH）2的混合物，則Cu（OH）2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ， 若不進(jìn)行步驟d，則會(huì)使測(cè)得Cu（OH）2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（填“偏高”“無(wú)影響”“偏低”）

Answer 1

【答案】
（1）abd
（2）CuS+4H2SO4=CuSO4+4SO2↑+4H2O
（3）Cu2++2HCO3﹣=Cu （OH）2↓+2CO2↑；排盡裝置中空氣中的CO2使測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確；38%；偏低
【解析】解：Ⅰ、（1）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析可知，濃度不同時(shí)出現(xiàn)黑色物質(zhì)的時(shí)間隨濃度增大減小，濃度為18mol/L時(shí)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(shí)所涉及的反應(yīng)可能不止一個(gè)，故A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B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(shí)間長(zhǎng)，該反應(yīng)發(fā)生的條件不一定是硫酸濃度≥15molL﹣1 ， 故C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(shí)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d符合；所以答案是：abd；（2）CuS消失是和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuS+4H2SO4=CuSO4+4SO2↑+4H2O，所以答案是：CuS+4H2SO4=CuSO4+4SO2↑+4H2O；（3）Ⅱ、（1）沉淀為氫氧化銅的判斷依據(jù)是碳酸氫鈉和硫酸銅在水溶液中發(fā)生雙水解生成，反應(yīng)的離子方程式為Cu2++2HCO3﹣=Cu （OH）2↓+2CO2↑，所以答案是：Cu2++2HCO3﹣=Cu （OH）2↓+2CO2↑；（2）①空氣中含有二氧化碳，空氣通過氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳，利用除去二氧化碳的空氣，打開K1、K3 ， 關(guān)閉K2、K4 ， 排除裝置中的含二氧化碳?xì)怏w的空氣，避免測(cè)定誤差的產(chǎn)生；所以答案是：排盡裝置中空氣中的CO2使測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確；②若沉淀樣品的質(zhì)量為100g，若沉淀樣品為CuCO3和Cu（OH）2的混合物，依據(jù)生成的二氧化碳物質(zhì)的量計(jì)算減少碳酸銅質(zhì)量，根據(jù)樣品質(zhì)量計(jì)算得到氫氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)= ×100%=38%，若不進(jìn)行步驟C，生成的二氧化碳?xì)怏w中含有水蒸氣，被裝置D吸收后稱量得到二氧化碳質(zhì)量增大，計(jì)算得到碳酸銅質(zhì)量增大，氫氧化銅的質(zhì)量減小，則會(huì)使測(cè)得結(jié)果質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，
所以答案是：38%；偏低．