2019高中化学竞赛练习讲义专题2：氨水-硝酸-硫酸(有答案)

1.某同学对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀进行探究，实验步骤如下：

Ⅰ. 将光亮铜丝插入浓硫酸，加热；

Ⅱ. 待产生大量黑色沉淀和气体时，抽出铜丝，停止加热；

Ⅲ. 冷却后，从反应后的混合物中分离出黑色沉淀，洗净、干燥备用。（1）步骤Ⅱ产生的气体是______。

（2）步骤Ⅲ中，“从反应后的混合物中分离出黑色沉淀”的操作是______。（3）该同学假设黑色沉淀是CuO。检验过程如下：

查阅文献：检验微量Cu2+的方法是：向试液中滴加K4[Fe(CN)6] 溶

液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2+。

①将CuO放入稀硫酸中，一段时间后，未见明显现象，再滴加

K4[Fe(CN)6] 溶液，产生红褐色沉淀。

②将黑色沉淀放入稀硫酸中，一段时间后，滴加K4[Fe(CN)6] 溶液，未见红褐色沉淀。

由该检验过程所得结论是。

（4）再次假设，黑色沉淀是铜的硫化物。实验如下：

①现象2说明黑色沉淀具有______性。

②产生红棕色气体的化学方程式是______。

③能确认黑色沉淀中含有S元素的现象是，相应的离子方程式是。

④为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”，还需进行的实验是_____。（5）以上实验说明，黑色沉淀中存在铜的硫化物。进一步实验后证明黑色沉淀是CuS与Cu2S的混合物。将黑色沉淀放入浓硫酸中加热一段

时间后，沉淀溶解，其中CuS溶解的化学方程式是______。

2.某实验小组同学探究铜与硝酸的反应。

（1）用浓硝酸和水按照不同体积比配成不同浓度的硝酸溶液，各取10 mL硝酸溶液分别与铜片反应，实验记录如下：

① 铜与稀硝酸反应的离子方程式

为 ；若生成标准状况下0.56 L NO

气体，反应中被还原的HNO 3的质量为

依据上表，制备NO 气体最适宜的是实验II ，

理由是 。

（2）为防止有毒气体逸散造成空气污染，该小

组同学改进实验装置，如右图所示（夹持仪器略去）。 用该装置进行铜与稀硝酸的反应并验证产生NO

气体的性质，实验步骤如下：

Ⅰ.安装好装置后，检查装置气密性。

Ⅱ.打开旋塞C ，从B 管上端加入所选浓度的硝酸，至铜丝下沿（不接触铜丝）。

Ⅲ. 向上移动B 管，使A 管液面上升至与橡皮塞恰好接触，关闭旋塞C ，反应开始。

Ⅳ. 当液面重新下降至与铜丝脱离接触时，反应停止。

Ⅴ.

打开旋塞C ，向下移动B 管，使A 中迅速进入少量空气，关闭旋塞C ，观察现象。

……

①步骤Ⅰ中检查装置气密性的操作是：关闭旋塞C ，从B 管上端加入水，若观察到 ，说明装置的气密性良好。

②步骤Ⅲ操作的目的是 。

③为使A 管内的NO 气体完全被溶液吸收，可进一步采取的操作是 ，能确定NO 完全被溶液吸收的现象是 。

参考答案

1.（1）Cu与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应为Cu+2H2SO4（浓）=加热=CuSO4+2SO2↑+2H2O，步骤Ⅱ产生的气体是SO2，故答案为：SO2；

（2）步骤Ⅲ中，“从反应后的混合物中分离出黑色沉淀”的操作为：将

反应后的混合物倒入装有冷水的烧杯中，冷却后过滤，

故答案为：将反应后的混合物倒入装有冷水的烧杯中，冷却后过滤；（3）向试液中滴加K4[Fe（CN）6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2+，根据②将黑色沉淀放入稀硫酸中，一段时间后，滴加K4[Fe（CN）6]溶液，未见红褐色沉淀可知，黑色固体中一定不含CuO，故答案为：黑色沉淀中不含有CuO；

（4）①A试管内上方出现红棕色气体，说明反应中有一氧化氮生成，证

明了黑色固体具有还原性，在反应中被氧化，故答案为：还原性；

②红棕色气体为二氧化氮，反应的化学方程式为：2NO+O2═2NO2，故答案为：2NO+O2═2NO2；

③根据反应现象③B试管中出现白色沉淀可知，白色沉淀为硫酸钡，说明黑色固体中含有硫元素；发生反应的离子方程式为：NO2+SO2+Ba2++H2O

═BaSO4↓+NO↑+2H+，

故答案为：B试管中出现白色沉淀；NO2+SO2+Ba2++H2O═BaSO4↓+NO↑+2H+；

④为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”，还需检验黑色固体中含有铜离子，方法为：取冷却后A装置试管中的溶液，滴加K4[Fe（CN）6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2+，说明黑色沉淀是铜的硫化物，故答案为：

取冷却后A装置试管中的溶液，滴加K4[Fe（CN）6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2+，说明黑色沉淀是铜的硫化物；

（5）浓硫酸具有强氧化性，硫化铜与浓硫酸反应的化学方程式为：

CuS+4H2SO4（浓）=加热=CuSO4+4SO2↑+4H2O，故答案为：CuS+4H2SO4（浓）=加热=CuSO4+4SO2↑+4H2O．

2.（1）①3Cu + 8H++ 2NO3-= 3Cu2++ 2NO↑+ 4H2O 1．58

②产物是NO，反应速率较快（不用加热）。（2）①A、B间形成液面差，且保持不变

②赶走液面上方空气，防止NO被空气中的O2氧化，以便观察生成气体的颜色。

③重复步骤Ⅴ的操作（或答“向下移动B管，使A中迅速进入空气，关闭旋塞C，待气体变为红棕色，反复上述操作”）。

再次重复操作后气体不再变为红棕色。