题目内容

铜及铜的化合物有多种应用．请回答下面相关问题：
（1）下列两种方法均可以制备CuSO₄
①2Cu+O₂ $数学公式$ 2CuO　　　　　 CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O　　　 ②Cu+2H₂SO₄（浓） $数学公式$ CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
假如某工厂欲生产CuSO₄，请选择一种方法并说明理由．
（2）已知铜与稀硫酸不反应，但将铜片在稀硫酸中长时间加热时溶液会呈蓝色，请用化学方程式表示原因．
如果铜片在稀硫酸中加热时滴入几滴H₂O₂，溶液也会很快呈蓝色，请用离子方程式表示原因．
（3）已知：2Cu（s）+ $数学公式$ O₂（g）=Cu₂O（s）；△H₁=-12.0kJ/mol
2Cu（s）+S（s）=Cu₂S（s）；△H₂=-79.5kJ/mol
S（s）+O₂ （g）=SO₂（g）；△H₃=-296.83kJ/mol
求 Cu₂S（s）+2Cu₂O（s）=6Cu（s）+SO₂（g）；△H₄=kJ/mol
（4）某黑色固体据分析由Cu₂S和CuS组成．
已知 Cu₂S可以和硝酸反应，请配平下列化学反应方程式：□Cu₂S+□HNO₃ $数学公式$ □CuSO₄+□Cu（NO₃）₂+□NO↑+□
化学兴趣小组同学欲分析黑色固体的成分，设计了如下实验方案：先称取样品m₁g，然后充分加热反应后测得生成CuO质量为m₂g，则样品中含Cu₂Sg．

解：（1）方法①中Cu、H₂SO₄的利用率100%，且无污染，方法②中Cu的利用率100%，H₂SO₄的利用率50%，且产生污染物，故答案：选择方法①原料利用率高，污染少；
（2）因溶液中有氧气，加热能与铜反应生成氧化铜：2Cu+O₂ $\text{[math]}$ 2CuO，氧化铜再与硫酸反应：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，两式相加：2Cu+O₂+2H₂SO₄ $\text{[math]}$ 2CuSO₄+2H₂O，因加热时滴入几滴
H₂O₂，溶液也会很快呈蓝色，说明H₂O₂能讲铜氧化成铜离子，离子反应为Cu+H₂O₂+2H⁺ $\text{[math]}$ Cu²⁺+2H₂O，故答案：2Cu+O₂+2H₂SO₄ $\text{[math]}$ 2CuSO₄+2H₂O；Cu+H₂O₂+2H⁺ $\text{[math]}$ Cu²⁺+2H₂O；
（3）已知：2Cu（s）+ $\text{[math]}$ O₂（g）=Cu₂O（s）；△H₁=-12.0kJ/mol ①
2Cu（s）+S（s）=Cu₂S（s）；△H₂=-79.5kJ/mol ②
S（s）+O₂ （g）=SO₂（g）；△H₃=-296.83kJ/mol ③
根据盖斯定律③-①×2-②可得Cu₂S（s）+2Cu₂O（s）=6Cu（s）+SO₂（g）；△H₄=-193.33kJ/mol，
故答案为：-193.33；
（4）根据化合价升降总数相等可知，
Cu₂S Cu：+1→+2↑2 共↑10×3
S：-2→+6↑8
HNO₃N：+5→+2↓3×10
则配平后的化学反应为3Cu₂S+16HNO₃ $\text{[math]}$ 3CuSO₄+3Cu（NO₃）₂+10NO↑+8H₂O，
故答案：3，16，3，3，10，8H₂O；
（5）设Cu₂S 的质量为x，CuS 的质量为y，
Cu₂S～2CuO CuS～CuO
160 160 96 80
x x y $\text{[math]}$ y
建立方程组： $\text{[math]}$
解得：x=6m₂-5m₁，y=6m₁-6m₂，
故答案为：6m₂-5m₁．
分析：（1）根据原料利用率和环保的角度；
（2）根据溶液中有氧气参加反应及H₂O₂的氧化性来分析；
（3）根据盖斯定律计算反应热；
（4）根据氧化还原反应中化合价升降总数相等及质量守恒来配平；
（5）根据Cu₂S和CuS加热后最终都变成CuO，建立方程组求解．
点评：本题主要考查了铜的化学性质，同时也考查了盖斯定律的运用，氧化还原反应，增加了试题的综合性．