题目内容
（2013?枣庄二模）某实验小组敷衍工业废弃固体（主要成分为Cu2SFe2SO3）制备有关物质，整个流程如下图所示．请回答：
（1）气体a的化学式为
（2）溶液B加入硫酸酸化后再加入适宜氧化剂X得到溶液C，写出该反应的离子方程式
（3）制备硫酸铜溶液．常温下，O2、铜粉和稀硫酸三者在一起，几乎不反应，当加入溶液D后，随即生成硫酸铜．经理阅资料发现FeSO4对铜的氧化起催化作用．
A．第一步反应的离子方程式为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，则第二步反应的郭子方程式为
B．⑦操作中，配制Fe2（SO4）3溶液时应注意
（4）操作⑧的目的是得到较纯的硫酸铜溶液．加入适宜试剂Y调节pH至铁元素全部沉淀（离子浓度小于10-5mol．L-1），然后再过滤，浓缩、结晶等，则pH至少调节为
已知：Ksp[Cu（OH）2]≈1×1022，Ksp[Fe（OH）2]≈1×10-16，Ksp[Fe（OH）3]≈1×10-38
（5）科学家发现纳米级的Cu2O在太阳光照射下可以催化分解水．
A．一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O，通入2mol水蒸气，发生如下反应：2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=+484kJ?mol-1
20min末测得n（O2）=0.16mol，则这段时间的反应速率v（H2）=
．
B．已知：2Cu2O（s）+O2（g）═4Cu2O（s）△H=-292kJ?mol-1 2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=-221kJ?mol-1
请写出炭粉还原CuO（s）制备Cu2O（s）的热化学方程式
（1）气体a的化学式为
SO2
SO2
．（2）溶液B加入硫酸酸化后再加入适宜氧化剂X得到溶液C，写出该反应的离子方程式
2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O
．（3）制备硫酸铜溶液．常温下，O2、铜粉和稀硫酸三者在一起，几乎不反应，当加入溶液D后，随即生成硫酸铜．经理阅资料发现FeSO4对铜的氧化起催化作用．
A．第一步反应的离子方程式为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，则第二步反应的郭子方程式为
2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
．B．⑦操作中，配制Fe2（SO4）3溶液时应注意
向配制溶液中加入少量硫酸防止水解或将硫酸铁溶解在稀硫酸中，再加水稀释
向配制溶液中加入少量硫酸防止水解或将硫酸铁溶解在稀硫酸中，再加水稀释
．（4）操作⑧的目的是得到较纯的硫酸铜溶液．加入适宜试剂Y调节pH至铁元素全部沉淀（离子浓度小于10-5mol．L-1），然后再过滤，浓缩、结晶等，则pH至少调节为
3
3
．已知：Ksp[Cu（OH）2]≈1×1022，Ksp[Fe（OH）2]≈1×10-16，Ksp[Fe（OH）3]≈1×10-38
（5）科学家发现纳米级的Cu2O在太阳光照射下可以催化分解水．
A．一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O，通入2mol水蒸气，发生如下反应：2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=+484kJ?mol-1
20min末测得n（O2）=0.16mol，则这段时间的反应速率v（H2）=
8×10-3mol?L-1?min-1
8×10-3mol?L-1?min-1
；该温度下，此反应的平衡常数表达式K=| [O2][H2]2 |
| [H2O]2 |
| [O2][H2]2 |
| [H2O]2 |
B．已知：2Cu2O（s）+O2（g）═4Cu2O（s）△H=-292kJ?mol-1 2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=-221kJ?mol-1
请写出炭粉还原CuO（s）制备Cu2O（s）的热化学方程式
2CuO（s）+C（s）═Cu2O（s）+CO（s）△H=+35.5kJ?mol-1
2CuO（s）+C（s）═Cu2O（s）+CO（s）△H=+35.5kJ?mol-1
．分析：（1）根据化学式Cu2SFe2SO3判断生成的气体只能是二氧化硫气体；
（2）加入的氧化剂不能引进新的杂质，所以氧化剂为双氧水；
（3）A、根据FeSO4对铜的氧化起催化作用，亚铁离子反应前后变化变化，可以写出第二步离子反应方程式；
B、注意三价铁离子能够在溶液中发生水解，加入硫酸抑制了铁离子的水解；
（4）依据Ksp和一般认为铁离子的浓度下降到10-5mol?L-1，就认为沉淀完全，计算溶液PH；
（5）A、根据反应速率计算公式及平衡常数表达式完成；
B、根据已知热化学方程式和盖斯定律，写出CuO（s）制备Cu2O（s）的热化学方程式．
（2）加入的氧化剂不能引进新的杂质，所以氧化剂为双氧水；
（3）A、根据FeSO4对铜的氧化起催化作用，亚铁离子反应前后变化变化，可以写出第二步离子反应方程式；
B、注意三价铁离子能够在溶液中发生水解，加入硫酸抑制了铁离子的水解；
（4）依据Ksp和一般认为铁离子的浓度下降到10-5mol?L-1，就认为沉淀完全，计算溶液PH；
（5）A、根据反应速率计算公式及平衡常数表达式完成；
B、根据已知热化学方程式和盖斯定律，写出CuO（s）制备Cu2O（s）的热化学方程式．
解答：解：（1）根据化学式组成分析，煅烧Cu2SFe2SO3得到的气体为二氧化硫，
故答案为：SO2；
（2）由于加入加入的氧化剂不能引进新的杂质，所以氧化剂为双氧水，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；
（3）A、FeSO4对铜的氧化起催化作用，亚铁离子反应前后变化变化，所以第二步反应的离子方程式为：2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，
故答案为：2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；
B、由于铁离子在溶液中水解，配制时加入少量的硫酸防止铁离子水解，
故答案为：向配制溶液中加入少量硫酸防止水解或将硫酸铁溶解在稀硫酸中，再加水稀释；
（4）Ksp[Fe（（OH）3]≈10-38 ，依据沉淀溶解平衡可知，c（Fe3+）×c3（OH-）=10-38，一般认为铁离子的浓度下降到10-5mol?L-1，
c（OH-）=10-11mol/L，c（H+）=10-3mol/L，pH=3，
故答案为：3；
（5）A、根据反应方程式可知，n（H2）=2n（O2）=0.16mol×2=0.32mol，氧气的浓度为：
=0.16mol/L，
这段时间的反应速率v（H2）=
=8×10-3mol?L-1?min-1，
根据平衡常数表达式，该温度下，此反应的平衡常数表达式K=
，
故答案为：8×10-3mol?L-1?min-1；
；
B、2Cu2O（s）+O2（g）═4CuO（s）△H=-292kJ?mol-1
2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=-221kJ?mol-1，
将上面两个热化学方程式相减可得，2CuO（s）+C（s）═Cu2O（s）+CO（s）△H=+35.5kJ?mol-1，
故答案为：2CuO（s）+C（s）═Cu2O（s）+CO（s）△H=+35.5kJ?mol-1．
故答案为：SO2；
（2）由于加入加入的氧化剂不能引进新的杂质，所以氧化剂为双氧水，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；
（3）A、FeSO4对铜的氧化起催化作用，亚铁离子反应前后变化变化，所以第二步反应的离子方程式为：2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，
故答案为：2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；
B、由于铁离子在溶液中水解，配制时加入少量的硫酸防止铁离子水解，
故答案为：向配制溶液中加入少量硫酸防止水解或将硫酸铁溶解在稀硫酸中，再加水稀释；
（4）Ksp[Fe（（OH）3]≈10-38 ，依据沉淀溶解平衡可知，c（Fe3+）×c3（OH-）=10-38，一般认为铁离子的浓度下降到10-5mol?L-1，
c（OH-）=10-11mol/L，c（H+）=10-3mol/L，pH=3，
故答案为：3；
（5）A、根据反应方程式可知，n（H2）=2n（O2）=0.16mol×2=0.32mol，氧气的浓度为：
| 0.32mol |
| 2L |
这段时间的反应速率v（H2）=
| 0.16mol/L |
| 20min |
根据平衡常数表达式，该温度下，此反应的平衡常数表达式K=
| [O2][H2]2 |
| [H2O]2 |
故答案为：8×10-3mol?L-1?min-1；
| [O2][H2]2 |
| [H2O]2 |
B、2Cu2O（s）+O2（g）═4CuO（s）△H=-292kJ?mol-1
2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=-221kJ?mol-1，
将上面两个热化学方程式相减可得，2CuO（s）+C（s）═Cu2O（s）+CO（s）△H=+35.5kJ?mol-1，
故答案为：2CuO（s）+C（s）═Cu2O（s）+CO（s）△H=+35.5kJ?mol-1．
点评：本题考查了制备物质的实验设计和方案探究，实验装置的应用分析，物质性质的判断，氧化还原反应的分析，尾气处理方法，溶液PH的计算，制备物质产率计算，题目综合性强，需要扎实的基础知识，题目难度中等．
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