为了探究铜与浓硫酸的反应,某研究性学习小组做了如下实验 ①在放有铜片的圆底烧瓶中加入10mL浓硫酸,加热煮沸10min(如图所示)后,所得固体分离除去未反应的铜片,再经水洗仍有大量黑色不溶物。②取少量不溶物,向其中加入几滴浓硝酸,产生大量红棕色气体。③取少量不溶物,向其中加5mL酒精,充分振荡后,静置、过滤,把滤液移入盛有水的小试管中,振荡,出现浑浊。④取少量不溶物,向其中加入3mL氨水,振荡,溶液呈无色,在空气中静置,溶液变为深蓝色。⑤取少量不溶物,向其中加入浓盐酸并加热,沉淀几乎全部溶解。为了解释上述现象,学习小组通过查阅资料了解到。 a.铜与浓硫酸反应的不溶性副产物可能有:CuS、Cu 2 S、Cu 2 O、S等物质;b.CuS和Cu 2 S都能溶于热的浓盐酸;c.Cu 2 O能溶于氨水生成无色的[Cu(NH 3 ) 2 ] + ,[Cu(NH 3 ) 2 ] + 在氨水中被空气中的氧气氧化成深蓝色的[Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ 。回答下列问题:(1)实验结束后,装置C中的溶液中可能含有的溶质有__________________。(2)第②步操作要注意的问题是_________________________;对比①②两步操作中的现象,你能得到的结论是_________________________。 (3)第③步操作中出现的沉淀是__________________,请解释出现这一现象的原因_______________。 (4)写出④步涉及的离子方程式______________________________。(5)综合分析铜与浓硫酸的反应,生成的不溶物是___________________________。(6)某工厂拟用废铜屑制备硫酸铜,请你分析利用上述实验原理是否可行。若可行,请说明理由____________________________________。若不可行,请设计更合理的实验方案(用化学反应方程式表示) ______________________________。
(1)Na 2 SO 3 、NaOH、Na 2 SO 4 (2)必须在密闭系统中(或在通风厨中)进行,防止污染空气(或防止中毒);黑色沉淀中有还原性物质,浓硝酸的氧化性强于浓硫酸。 (3)硫(或S);硫微溶于酒精但不溶于水,将硫的酒精溶液倒入水中,即可析出固体硫 (4)Cu 2 O+4NH 3 ·H 2 O=2[Cu(NH 3 ) 2 ] + +2OH - +3H 2 O,4[Cu(NH 3 ) 2 ] + +8NH 3 ·H 2 O+O 2 =4[Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ +4OH - + 6H 2 O (5)Cu 2 O、S以及CuS和Cu 2 S中的一种或两种 (6)“略” |