Question

【题目】火法炼铜是目前世界上最主要的冶炼铜的方法，其产量可占到铜总产量的85％以上，火法炼铜相关的方程式有

Cu2S(s)+O2(g)=2Cu(s)+SO2(g) △H1=-271.4kJ/mol 反应①

Cu2S(s)+2Cu2O(s)=6Cu(s)+SO2(g) △H2=+123.2kJ/mol 反应②

（1）Cu2S(s)在空气中煅烧生成Cu2O(s)和SO2(g)的热化学方程式是___。

（2）火法炼铜所得吹炼烟气中SO2含量较高，该烟气在工业上可直接用于生产硫酸，从绿色化学角度考虑其优点有____(任写一条)。

（3）在2L的恒温密闭容器中通入5mol氧气并加入足量Cu2S发生反应①(不考虑其它反应)，容器中的起始压强为akPa，反应过程中某气体的体积分数随时间变化如图所示，反应前3min平均反应速率v(SO2)=___mol/(L·min)，该温度下反应的平衡常数KP=___(KP为以分压表示的平衡常数)。若保持温度不变向平衡体系中再通入1mol氧气，达到新平衡后氧气的体积分数___(填“大于”“小于”或“等于”)原平衡时氧气的体积分数。

（4）工业上电镀铜的装置如图所示，阳极产物除Cu2+外还有部分Cu+，部分Cu+经过一系列变化会以Cu2O的形式沉积在镀件表面，导致镀层不够致密、光亮。电镀过程中用空气搅拌而不是氮气搅拌的原因是_____。

Answer 1

【答案】2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) △H=-937.4kJ/mol 可减少污染物排放或者原子利用率高 0.4 1.5 等于 氧气可将Cu+氧化为Cu2+以防止镀件表面生成Cu2O

【解析】

（1）根据盖斯定律，2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g)为反应①×3－反应②所得，因此△H=3△H1－△H2=-937.4kJ/mol

答案为：2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) △H=-937.4kJ/mol

（2）吹炼烟气用于生产硫酸可减少SO2的排放；用该烟气生产硫酸的反应为和SO3+H2O=H2SO4，两个反应的原子利用率均为100%。

答案为：可减少污染物排放或者原子利用率高；

（3）反应①中气体总物质的量始终为5mol，3min时SO2体积分数为48%，c(SO2)==1.2mol/L，因此v(SO2)==0.4mol/(L·min)。体系达平衡时总压强为akPa，O2和SO2的分压分别为0.4akPa和06akPa，KP=，原平衡时氧气的体积分数为40％，根据平衡常数表达式，温度不变，平衡常数不变，增加气体用量，平衡时SO2与O2的物质的量浓度之比保持不变，因此达到新平衡后氧气的体积分数仍为40%。

答案为：0.4；1.5；等于

（4）阳极产物除Cu2+外还有部分Cu+，部分Cu+经过一系列变化会以Cu2O的形式沉积在镀件表面，导致镀层不够致密、光亮。通入空气可利用氧气将Cu+氧化为Cu2+，可有效预防镀件表面生成Cu2O；

答案为：氧气可将Cu+氧化为Cu2+以防止镀件表面生成Cu2O；