Question

11．（1）在一次化學(xué)晚會(huì)上，一位同學(xué)表演了一個(gè)有趣的魔術(shù)：用蘸有飽和硫酸銅溶液的玻璃棒在一潔凈的鐵片上點(diǎn)上數(shù)處，所點(diǎn)之處，點(diǎn)鐵成“金”．你知道其中的奧妙嗎？請用化學(xué)方程式表示其反應(yīng)原理Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄ ．若根據(jù)上述反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，請?jiān)诜娇蛑挟嫵鲈�電池的裝置圖，標(biāo)出正、負(fù)極和電解質(zhì)溶液，并寫出正負(fù)極電極反應(yīng)式．
（2）銅在自然界多以+1價(jià)礦石存在，因?yàn)樵诠虘B(tài)或是高溫下+1價(jià)銅比+2價(jià)銅穩(wěn)定．輝銅礦（Cu₂S）煉銅的方法之一是將礦石高溫通空氣焙燒，生成兩種氧化物．將焙燒過的礦石加上比它質(zhì)量約少一半的未經(jīng)焙燒的礦石，混合后隔絕空氣再進(jìn)行高溫熔燒，結(jié)果得到金屬銅和一種具有刺激性氣味的氣體．這兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cu₂S+3O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu₂O+2SO₂ 、2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑．
（3）已知CuS、Cu₂S均為黑色不溶于水的固體，在空氣中灼燒均生成CuO與SO₂，不用其他試劑，設(shè)計(jì)最簡單的實(shí)驗(yàn)來鑒別二者：分別稱量相同質(zhì)量的CuS、Cu₂S，然后在坩堝中充分燃燒，冷卻至室溫稱量剩余固體的質(zhì)量，質(zhì)量減小的為CuS，質(zhì)量不變的為Cu₂S．

Answer 1

分析 （1）鐵和硫酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)；原電池的總反應(yīng)為Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，根據(jù)原電池反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池，原電池正極材料為較不活潑金屬或非金屬材料，正極上發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）在高溫下，輝銅礦先與氧氣反應(yīng)生成氧化亞銅和二氧化硫，氧化亞銅繼續(xù)與硫化亞銅反應(yīng)生成銅和二氧化硫；
（3）發(fā)生2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CuO+2SO₂、Cu₂S+2O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CuO+SO₂，可知CuS在反應(yīng)前后固體的質(zhì)量減小，而Cu₂S燃燒后固體質(zhì)量不變，利用其質(zhì)量的變化可鑒別．

解答 解：（1）鐵和硫酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)，方程式為Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄ ，原電池的總反應(yīng)為Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，則該原電池中，F(xiàn)e為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)Fe-2e^-=Fe²⁺，Cu（或C）為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu，電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液，
則原電池裝置為，
故答案為：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄ ；；Cu²⁺+2e^-=Cu；Fe-2e^-=Fe²⁺；
（2）焙燒礦石的反應(yīng)應(yīng)該是硫化亞銅與氧氣反應(yīng)生成氧化亞銅和二氧化硫，方程式為：2Cu₂S+3O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu₂O+2SO₂，隔絕空氣再進(jìn)行焙燒，進(jìn)行的反應(yīng)應(yīng)該是氧化亞銅繼續(xù)與硫化亞銅反應(yīng)生成銅和二氧化硫，方程式為：2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑，
故答案為：2Cu₂S+3O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu₂O+2SO₂、2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑；
（3）CuS、Cu₂S均為黑色不溶于水的固體，在空氣中灼燒生成CuO與SO₂，發(fā)生的燃燒反應(yīng)分別為2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CuO+2SO₂、Cu₂S+2O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CuO+SO₂，則分別稱量相同質(zhì)量的CuS、Cu₂S，然后在坩堝中充分燃燒，冷卻至室溫稱量剩余固體的質(zhì)量，質(zhì)量減小的為CuS，質(zhì)量不變的為Cu₂S，
故答案為：分別稱量相同質(zhì)量的CuS、Cu₂S，然后在坩堝中充分燃燒，冷卻至室溫稱量剩余固體的質(zhì)量，質(zhì)量減小的為CuS，質(zhì)量不變的為Cu₂S．

點(diǎn)評 本題考查較為綜合，涉及物質(zhì)的鑒別、原電池的設(shè)計(jì)等知識(shí)，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的性質(zhì)、發(fā)生的反應(yīng)及反應(yīng)前后固體質(zhì)量變化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合考查，題目難度中等．