Question

【題目】Cu2S是火法煉銅的重要原料之一，如圖是由Cu2S冶煉銅及制取CuSO4·5H2O的流程圖。

Cu2SCuCu2O、CuOAB膽礬

（1）Cu2S中銅元素的化合價為___，火法煉銅的反應原理是__________(用化學方程式表示)。

（2）向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的體系A中溶液呈藍色，且有紅色物質(zhì)生成，請寫出生成紅色物質(zhì)的離子方程式____________。

（3）若將A中紅色物質(zhì)反應掉，操作Ⅰ中加入的試劑最好是___(填字母序號)。

A．適量的NaNO3

B．適量的HNO3

C．適量的H2O2

（4）若B溶液的體積為0.2L，電解B溶液一段時間后溶液的pH由2變?yōu)?/span>1(體積變化忽略不計)，此時電解過程中轉(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，分解過程的熱重曲線如圖所示。通過計算確定258℃時發(fā)生反應的化學方程式：____，e點對應物質(zhì)的化學式為_____(計算過程略去)。

Answer 1

【答案】＋1 Cu2S＋O22Cu＋SO2 Cu2O＋2H＋＝Cu＋Cu2＋＋H2O C 0.018 mol CuSO4·H2OCuSO4＋H2O Cu2O

【解析】

(1)根據(jù)化合物中各元素化合價的代數(shù)和為0分析判斷；依據(jù)流程中Cu2S與O2反應得到Cu寫出方程式；

(2)紅色物質(zhì)為銅，說明氧化亞銅和稀硫酸反應生成硫酸銅和銅，氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅；

(3)溶解時要加入氧化劑使銅被氧化，且不能引進新的雜質(zhì)；

(4)根據(jù)pH的變化求出氫離子的物質(zhì)的量的變化，根據(jù)電極反應式計算轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；

(5)固體質(zhì)量減少時，膽礬開始分解，根據(jù)減少的質(zhì)量確定b、c段固體的化學式，從而確定發(fā)生的反應，根據(jù)最終剩余固體的質(zhì)量采用假設的方法確定物質(zhì)的組成。

(1)化合物中各元素化合價代數(shù)和為0，S元素的化合價為-2價，所以Cu元素的化合價為+1價；根據(jù)流程圖，Cu2S與O2反應得到Cu，Cu的化合價降低，則S的化合價升高，反應生成二氧化硫，反應的化學方程式為：Cu2S+O22Cu+SO2，故答案為：+1；Cu2S+O22Cu+SO2；

(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的體系A中溶液呈藍色，且有紅色物質(zhì)生成，該紅色物質(zhì)為銅，說明氧化亞銅和稀硫酸反應生成硫酸銅、銅和水，反應生成銅的離子方程式為：Cu2O+2H+＝Cu+Cu 2++H2O，故答案為：Cu2O+2H+＝Cu+Cu 2++H2O；

(3)溶解時要加入氧化劑使銅氧化，且不能引進新的雜質(zhì)，硝酸具有強氧化性但引進雜質(zhì)離子，硝酸鈉會引進雜質(zhì)離子，雙氧水具有強氧化性且不引進雜質(zhì)離子，最好的試劑是雙氧水，故答案為：C；

(4)若硫酸銅溶液的體積為0.2L，電解溶液一段時間后溶液的pH由2變?yōu)?/span>1，則電解生成的氫離子為0.2L×(0.1-0.01)mol/L=0.018mol，根據(jù)電極反應式為：2H2O-4e-＝O2↑+4H+，n(e-)=n(H+)=0.018mol，故答案為：0.018mol；

(5)硫酸銅的物質(zhì)的量==0.02mol，根據(jù)膽礬的化學式知，結(jié)晶水的質(zhì)量=0.02mol×5×18g/mol=1.8g，當固體質(zhì)量減少1.8g時膽礬完全分解失去結(jié)晶水，258℃時，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==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段固體中硫酸銅與結(jié)晶水的物質(zhì)的量之比為1∶1，化學式為CuSO4·H2O，該反應方程式為：CuSO4H2OCuSO4+H2O；e點時固體質(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=0.005mol，銅原子的物質(zhì)的量為0.02mol，則Cu和S的個數(shù)比為4∶1，不符合化合價原則，所以另一種元素是氧元素，其物質(zhì)的量為=0.01mol，所以其化學式為Cu2O，故答案為：CuSO4H2OCuSO4+H2O；Cu2O。