Question

【題目】銅及其化合物在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技和日常生活中有廣泛應(yīng)用。

（1）工業(yè)上利用輝銅礦（主要成分是Cu2S）冶煉銅。為了測(cè)定輝銅礦樣品的純度，用酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)，所得溶液加入Ba(NO3)2有白色沉淀生成。寫出輝銅礦與高錳酸鉀反應(yīng)的離子方程式 。

（2）工業(yè)上利用廢銅屑、廢酸（含硝酸、硫酸）為主要原料制備硫酸銅晶體。某含有c(HNO3)＝2 mol/L，c(H2SO4)＝4 mol/L的廢酸混合液100 mL（不使用其它酸或氧化劑），最多能制備硫酸銅晶體（CuSO4·5H2O）的質(zhì)量為 。

（3）現(xiàn)有一塊含有銅綠〔Cu2(OH)2CO3〕的銅片（假設(shè)不含其它雜質(zhì)）在空氣中灼燒至完全反應(yīng)，經(jīng)測(cè)定，反應(yīng)前后固體的質(zhì)量相同。

①固態(tài)銅與適量氧氣反應(yīng)，能量變化如下圖所示，寫出固態(tài)銅與氧氣反應(yīng)生成1 mol固態(tài)氧化亞銅的熱化學(xué)方程式 。

②上述銅片中銅的生銹率為 （金屬生銹率=）。（結(jié)果保留到整數(shù)）

（4）自然界中各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后轉(zhuǎn)化為硫酸銅溶液，并向深部滲透，遇到深層的閃鋅礦（ZnS）和方鉛礦（PbS），慢慢地轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)（CuS）。

①硫化銅與氧氣在淋濾作用下生成硫酸銅等，該過程的化學(xué)方程式為 。②寫出滲透到地下深層的硫酸銅溶液遇到閃鋅礦發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 ，請(qǐng)用簡(jiǎn)短的語(yǔ)言解釋該反應(yīng)發(fā)生的原理

Answer 1

【答案】（1）Cu2S+2MnO4－+8H+＝2Cu2++SO42－+2Mn2++4H2O（2）75g

（3）①2Cu（s）+1/2O2（g）＝Cu2O（s）△H=－kJ/mol②34%

（4）①CuS+2O2CuSO4②Cu2++ZnS＝CuS+Zn2+在一定條件下，溶解度小的礦物可以轉(zhuǎn)化為溶解度更小的礦物（或在相同條件下，由于KSP(CuS)小于KSP(ZnS)，故反應(yīng)可以發(fā)生）。

【解析】

試題分析：（1）為了測(cè)定輝銅礦樣品的純度，用酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)，所得溶液加入Ba(NO3)2有白色沉淀生成，這說(shuō)明反應(yīng)中有硫酸根生成，則輝銅礦與高錳酸鉀反應(yīng)的離子方程式為Cu2S+2MnO4－+8H+＝2Cu2++SO42－+2Mn2++4H2O。

（2）含有c(HNO3)＝2 mol/L，c(H2SO4)＝4 mol/L的廢酸混合液100 mL中氫離子的物質(zhì)的量是1mol，硝酸根是0.2mol，則根據(jù)方程式3Cu＋2NO32－＋8H＋＝3Cu2＋＋4H2O＋2NO↑可知反應(yīng)氫離子過量，0.2mol硝酸根能氧化0.3mol銅，所以最多生成0.3mol硫酸銅，則最多能制備硫酸銅晶體（CuSO4·5H2O）的質(zhì)量為0.3mol×250g/mol＝75g。

（3）①根據(jù)圖形可知固態(tài)銅與氧氣反應(yīng)生成1 mol固態(tài)氧化亞銅時(shí)放出的熱量是kJ，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2Cu（s）+1/2O2（g）＝Cu2O（s）△H＝－ kJ/mol。

②現(xiàn)有一塊含有銅綠〔Cu2(OH)2CO3〕的銅片（假設(shè)不含其它雜質(zhì)）在空氣中灼燒至完全反應(yīng)，經(jīng)測(cè)定，反應(yīng)前后固體的質(zhì)量相同，這說(shuō)明反應(yīng)后生成的氧化銅與反應(yīng)前固體的質(zhì)量相等。假設(shè)混合物中銅的物質(zhì)的量是xmol，銅綠的物質(zhì)的量是ymol，則64x+222y＝（x+2y）×80，解得x：y＝31：8，則上述銅片中銅的生銹率為。

（4）①硫化銅與氧氣在淋濾作用下生成硫酸銅等，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuS+2O2 CuSO4。②在一定條件下，溶解度小的礦物可以轉(zhuǎn)化為溶解度更小的礦物，所以硫酸銅能與氯化鋅反應(yīng)生成硫化銅沉淀，則滲透到地下深層的硫酸銅溶液遇到閃鋅礦發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cu2++ZnS＝CuS+Zn2+。