Question

某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应，进行了如图系列实验．【实验1】铜与浓硫酸反应，某化学兴趣小

某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应，进行了如图系列实验．【实验1】铜与浓硫酸反应，某化学兴趣小组同学分别设计如下所示的三套实验装置：（1）装置A中发生反应的化学方程式为______．（2）该小组同学对这三套装置进行了评价，认为甲和乙装置各有优缺点，甲装置的优点是______，乙装置的优点是______．（3）丙装置综合了甲和乙的优点，是一套比较合理的装置，试管C中是NaOH溶液，A中玻璃管可起到防止B中品红溶液倒吸的作用，其原理是______．为使装置中残留气体完全被C溶液吸收，可采取的操作是______．【实验2】实验中发现试管内除了产生白色固体外，在铜丝表面还产生黑色固体甲，其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜，以及被掩蔽的氧化亚铜．查阅资料：①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质，在氧气流中煅烧，可以转化为氧化铜．②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸，在氧气流中煅烧，硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫．为了研究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了如图的实验：（4）试管内的白色固体是______（5）③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为______．（6）最终小组同学对固体甲的成分的判断认为：CuO和Cu2O至少有一种；固体甲中若没有Cu2O，则Cu2S一定______（有/没有）．

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Answer 1

（1）装置A中Cu和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应条件为加热，化学方程式为2H₂SO₄（浓）+Cu

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案为：2H₂SO₄（浓）+Cu

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）甲装置的优点尾气二氧化硫能被蘸有氢氧化钠溶液的棉花吸收，乙装置的优点是铜丝抽出反应停止，节省药品或控制反应的进行，
故答案为：有尾气处理装置；铜丝抽出反应停止，节省药品或控制反应的进行；
（3）倒吸是装置内压强低于外界大气压所致，玻璃管可以平衡内外压强，A中气压不会急剧减小或减少太多，可从玻璃管通入空气把装置内的二氧化硫排到C中被吸收，
故答案为：玻璃管可以平衡内外压强，A中气压不会急剧减小或减少太多； 从玻璃管中通入大量空气；
（4）铜和浓硫酸反应生成硫酸铜，加热的情况下，由于A容器中出现大量白色烟雾，导致溶剂减少，且浓硫酸具有吸水性，所以会析出白色固体硫酸铜，
故答案为：无水CuSO₄；
（5）根据反应判断：Cu+O₂=CuO 增重；Cu₂S+2O₂=2CuO+2SO₂不变；2CuS+3O₂=2CuO+2SO₂ 减重，则一定存在2CuS+3O₂

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2CuO+2SO₂，
故答案为：2CuS+3O₂

△   .

2CuO+2SO₂；
（6）经分析固体甲加入稀盐酸后，得到的蓝色溶液，说明固体甲的成分中CuO和Cu₂O至少有一种．
分析反应：Cu+O₂=CuO 增重；Cu₂S+2O₂=2CuO+2SO₂不变；2CuS+3O₂=2CuO+2SO₂ 减重，
因题给“固体乙称取2.00g，氧气流中煅烧、冷却称量至恒重，得固体丙1.84g”，即实际减重了，说明必有CuS，还要有其他物质．
讨论：①若有Cu₂O，Cu₂S可有可无；②若无Cu₂O，必有Cu₂S．
故答案为：有．