Question

火法煉銅可以從輝銅礦（Cu₂S）中提取銅，發(fā)生如下反應(yīng)：
①2Cu₂S+3O₂ 

1200  .

 2Cu₂O+2SO₂；②2Cu₂O+Cu₂S 

1200  .

6Cu+SO₂↑
下面是由Cu₂S冶煉銅及制取CuSO₄?5H₂O的流程圖
Cu₂S

O2

△

Cu

焙燒

Cu₂O、CuO

足量稀硫酸

A

操作Ⅰ

B

蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)濾

膽礬
（1）Cu₂S中銅元素的化合價(jià)為

 

，當(dāng)有1mol Cu₂S與O₂反應(yīng)生成2mol Cu時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是

 

．
（2）Cu₂O，CuO中加入足量稀硫酸得到的體系A(chǔ)中可看到溶液呈藍(lán)色，且有紅色物質(zhì)生成，且寫(xiě)出生成紅色物質(zhì)的離子方程式

 

．
（3）若使A單質(zhì)溶解，操作Ⅰ中加入的試劑最好是

 

．
A、適量NaNO₃    B、適量HNO₃     C、適量H₂O₂
（4）若B溶液的體積為0.2L，電解B溶液一段時(shí)間后溶液的pH由2變?yōu)?（體積變化忽略不計(jì)），此時(shí)電解過(guò)程轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是

 

．
（5）取5.0g膽礬樣品逐漸升高溫度使其分解，分解過(guò)程的熱重曲線(xiàn)如圖所示：

①由圖中可以看出，膽礬分解的最低溫度是

 

．
②通過(guò)計(jì)算確定258℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

，e點(diǎn)的化學(xué)式

 

（計(jì)算過(guò)程略去）

Answer 1

考點(diǎn)：銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,氧化還原反應(yīng)

專(zhuān)題：

分析：Cu₂S與氧氣加熱生成Cu，焙燒生成Cu₂O、CuO，加入足量稀硫酸，生成硫酸銅和Cu，再加雙氧水，使Cu轉(zhuǎn)化為硫酸銅，蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)濾得到膽礬；
（1）化合物中各元素化合價(jià)的代數(shù)和為0；根據(jù)硫化亞銅和銅之間的關(guān)系式計(jì)算；
（2）氧化亞銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和銅，氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅；
（3）溶解時(shí)要加入氧化劑使銅被氧化，且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)；
（4）根據(jù)pH變化求出氫離子的物質(zhì)的量變化，根據(jù)電解方程式計(jì)算轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；
（5）①固體質(zhì)量減少時(shí)，膽礬開(kāi)始分解；
②根據(jù)減少的質(zhì)量確定b、c段固體的化學(xué)式，從而確定發(fā)生的反應(yīng)；
根據(jù)最終剩余固體的質(zhì)量采用假設(shè)的方法確定物質(zhì)的組成．

解答： 解：（1）化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0，O元素的化合價(jià)為-2價(jià)，所以Cu元素的化合價(jià)為+1價(jià)；
①2Cu₂S+3O₂

1200  .

2Cu₂O+2SO₂；②2Cu₂O+Cu₂S

1200  .

6Cu+SO₂↑，將方程式①+②得Cu₂S+O₂=2Cu+SO₂↑，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=1mol×[4-（-2）]=6mol，
故答案為：+1；6；
（2）氧化亞銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、銅和水，生成紅色物質(zhì)的離子方程式為：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu ²⁺+H₂O，
故答案為：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu ²⁺+H₂O；
（3）溶解時(shí)要加入氧化劑使銅被氧化，且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，硝酸具有強(qiáng)氧化性但引進(jìn)雜質(zhì)離子，氫氧化鈉沒(méi)有氧化性且能引進(jìn)雜質(zhì)離子，雙氧水具有強(qiáng)氧化性且不引進(jìn)雜質(zhì)離子，故選C；
故答案為：C；
（4）若硫酸銅溶液的體積為0.2L，電解溶液一段時(shí)間后溶液的pH由2變?yōu)?，則電解生成的氫離子為0.2L×（0.1-0.01）mol/L=0.018mol，
電極方程式為：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，則n（e^-）=n（H⁺）=0.018mol；
故答案為：0.018mol；
（5）①固體質(zhì)量減少時(shí)，膽礬開(kāi)始分解，根據(jù)圖象知，當(dāng)溫度為102℃時(shí)膽礬開(kāi)始分解，故答案為：102℃；
②硫酸銅的物質(zhì)的量=

5.00g

250g/mol

=0.02mol，根據(jù)膽礬的化學(xué)式知，結(jié)晶水的質(zhì)量=0.02mol×5×18g/mol=1.8g，當(dāng)固體質(zhì)量減少1.8g時(shí)膽礬完全分解，258℃時(shí)，固體減少的質(zhì)量=5.00g-3.20g=1.80g，所以C段固體是硫酸銅，b段物質(zhì)減少的質(zhì)量=5.00g-3.56g=1.44g，則失去的水的物質(zhì)的量=

1.44g

18g/mol

=0.08mol，則固體中剩下水的物質(zhì)的量為0.02mol×5-0.08mol=0.02mol，則b段固體的化學(xué)式為CuSO₄．H₂O，該反應(yīng)方程式為：
CuSO₄．H₂O

△   .

CuSO₄+H₂O；
e點(diǎn)時(shí)固體質(zhì)量為1.44g，銅的質(zhì)量=0.02mol×64g/mol=1.28g，則另一種元素質(zhì)量為1.44g-1.28g=0.16g，如果另一種元素是S元素，則硫的物質(zhì)的量為

0.16g

32g/mol

=0.005mol，銅原子的物質(zhì)的量為0.02mol，則Cu和S的個(gè)數(shù)比為4：1，不符合化合價(jià)原則，所以另一種元素是氧元素，其物質(zhì)的量為

0.16g

16g/mol

=0.01mol，所以其化學(xué)式為Cu₂O，
故答案為：CuSO₄．H₂O

△   .

CuSO₄+H₂O；Cu₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算、電解原理的應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)等，結(jié)合元素化合價(jià)變化及氧化還原反應(yīng)來(lái)分析解答，難點(diǎn)是（5）題，根據(jù)固體質(zhì)量變化確定每一段物質(zhì)的組成，從而確定每一段發(fā)生的反應(yīng)，題目難度中等．