Question

【題目】某同學對銅與濃硫酸反應產生的黑色沉淀進行探究，實驗步驟如下：

Ⅰ.將光亮銅絲插入濃硫酸，加熱；

Ⅱ.待產生黑色沉淀和氣體時，抽出銅絲，停止加熱；

Ⅲ.冷卻后，從反應后的混合物中分離出黑色沉淀，洗凈、干燥備用。

查閱文獻：檢驗微量Cu2+的方法是：向試液中滴加K4[Fe(CN)6] 溶液，若產生紅

褐色沉淀，證明有Cu2+。

（1）該同學假設黑色沉淀是CuO。檢驗過程如下：

①將CuO放入稀硫酸中，一段時間后，再滴加K4[Fe(CN)6] 溶液，產生紅褐色沉淀。

②將黑色沉淀放入稀硫酸中，一段時間后，再滴加K4[Fe(CN)6] 溶液，未見紅褐色沉淀。由該檢驗過程所得結論是_______________。

（2）再次假設，黑色沉淀是銅的硫化物。實驗如下：

實驗裝置	現象
	1. A試管中黑色沉淀逐漸溶解 2. A試管內上方出現紅棕色氣體 3. B試管中出現白色沉淀

①現象2說明黑色沉淀具有______性。

②能確認黑色沉淀中含有S元素的現象是_________，相應的離子方程式是_____________。

③為確認黑色沉淀是“銅的硫化物”，還需進行的實驗操作是___________________。

（3）以上實驗說明，黑色沉淀中存在銅的硫化物。進一步實驗后證明黑色沉淀是CuS與Cu2S的混合物。將黑色沉淀放入濃硫酸中加熱一段時間后，沉淀溶解，其中CuS溶解的化學方程式是_____________。

Answer 1

【答案】黑色沉淀中不含有CuO 還原 B試管中出現白色沉淀 2NO3-+3SO2 + 3Ba2+ + 2H2O ＝ 3BaSO4↓+ 2NO↑+ 4H+;（或NO2 + SO2 + Ba2+ + H2O ＝ BaSO4↓+ NO↑+ 2H+） ③取冷卻后A裝置試管中的溶液，滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若產生紅褐色沉淀，證明有Cu2+，說明黑色沉淀是銅的硫化物 CuS + 4H2SO4(濃)CuSO4 + 4SO2↑+ 4H2O

【解析】

（1）根據題中信息中檢驗銅離子的方法對②進行分析，然后得出正確結論；

（2）①紅棕色氣體為二氧化氮，說明稀硝酸被還原生成一氧化氮，黑色固體具有還原性；②根據反應現象③可知黑色固體與稀硝酸反應生成了二氧化硫，證明黑色固體中含有硫元素；二氧化氮、二氧化硫的混合氣體能夠與氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀，據此寫出反應的離子方程式；

③還需要確定黑色固體中含有銅離子；

（3）濃硫酸具有強氧化性，能夠將硫化銅中硫氧化成硫酸銅、二氧化硫和水，據此寫出反應的化學方程式。

（1）結合題給信息進行分析，將黑色沉淀放入稀硫酸中，一段時間后，再滴加K4[Fe(CN)6] 溶液，未見紅褐色沉淀，實驗證明該黑色固體中不含有CuO；

（2）①A試管內上方出現紅棕色氣體，說明硝酸的還原產物為一氧化氮，遇到空氣生成二氧化氮，證明在黑色固體中含有還原性的物質；

②A中產生的氣體通入B中，在B試管中出現白色沉淀，證明白色沉淀是BaSO4，則黑色固體中含有S元素；相應的離子方程式是2NO3-+3SO2 + 3Ba2+ + 2H2O ＝ 3BaSO4↓+ 2NO↑+ 4H+或NO2 + SO2 + Ba2+ + H2O ＝ BaSO4↓+ NO↑+ 2H+，錯誤；

③ 為確認黑色沉淀是“銅的硫化物”，還應該檢驗反應后的溶液中還存在Cu2+。故還需進行的實驗操作是取冷卻后A裝置試管中的溶液，滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若產生紅褐色沉淀，證明有Cu2+，說明黑色沉淀是銅的硫化物；

（3）CuS與濃硫酸反應的化學方程式是CuS + 4H2SO4(濃)CuSO4 + 4SO2↑+ 4H2O。