Question

（I）三氧化二铁和氧化亚铜（Cu₂O）都是红色粉末．常用作颜料．已知氧化亚铜溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄．某校化学实验小组为了探究由Fe₂O₃和Cu₂O组成的混合物中两者物质的量相对大小，某同学认为只要取少量粉末放入足量稀硫酸中，通过观察现象即可．
（1）上述实验过程中发生的反应有（用离子方程式表示）：
①Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³++3H₂O   ②

Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O

   ③

Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺

（2）若实验中观察到溶液变为蓝色且有固体剩余，则n（Cu₂O）

＞

n（Fe₂O₃）． （填“＞”、“＜”或“=”）．
（ II）分别在密闭容器的两个反应室中进行如下反应：
左反应室：A（g）+2B（g）

常温

 2C（g）    
右反应室：2Z（g）

常温

X（g）+Y（g）
在反应室之间有无摩擦、可自由滑动的密封板隔断．反应开始和达到平衡时有关物理量的变化如图所示：

（1）A（g）+2B（g      2C（g）  的△H

＜

 0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在平衡（I）和平衡（Ⅱ）中，X的体积分数

b

（填序号）．
a．一定相等    b．一定不相等    c．可能相等
（3）达到平衡（I）时，A的转化率为

5

11

．

Answer 1

分析：（I）（1）将Fe₂O₃和Cu₂O组成的混合物放入足量稀硫酸中废水反应，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铜与水，氧化亚铜与硫酸反应生成铜、硫酸铜与水，生成的铜与硫酸铁反应生成硫酸亚铁、硫酸铜．
（2）若实验中观察到溶液变为蓝色且有固体剩余，说明铜有剩余，溶液中硫酸铁完全转化为硫酸亚铁，根据（1）中的方程式计算判断．
（ II）（1）右室的混合物总物质的量不变，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右两室的温度、压强相同，体积之比等于物质的量之比，由图可知，平衡（I）降低温度达新平衡平衡（Ⅱ），隔板由2.8处移至2.6处，左室的气体的物质的量减小，降低温度平衡向正反应移动．
（2）降低温度，右室的平衡一定移动，气体总的物质的量不变，X的含量一定变化．
（3）右室的混合物总物质的量不变为2mol，左右两室的压强、温度相等，同温同压下，体积之比等于物质的量之比，据此计算平衡（I）中左室混合气体总的物质的量，令参加反应的A的物质的量为amol，利用差量法计算a的值，再利用转化率定义计算A的转化率．

解答：解：（I）（1）将Fe₂O₃和Cu₂O组成的混合物放入足量稀硫酸中废水反应，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铜与水，氧化亚铜与硫酸反应生成铜、硫酸铜与水，生成的铜与硫酸铁反应生成硫酸亚铁、硫酸铜，反应离子方程式依次为Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺．
故答案为：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O；Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺．
发生反应Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O，Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，
（2）若实验中观察到溶液变为蓝色且有固体剩余，说明铜有剩余，溶液中硫酸铁完全转化为硫酸亚铁，由Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺可知n（Cu）＞2n（Fe³⁺），由Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O可知n（Fe³⁺）=2n（Fe₂O₃），由Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O可知n（Cu）=n（Cu₂O），则n（Cu₂O）＞2n（Fe₂O₃），．
故答案为：＞．
（ II）（1）右室的混合物总物质的量不变，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右两室的温度、压强相同，体积之比等于物质的量之比，由图可知，平衡（I）降低温度达新平衡平衡（Ⅱ），隔板由2.8处移至2.6处，左室的气体的物质的量减小，降低温度平衡向正反应移动，降低温度平衡向放热反应移动，故该反应正反应为放热反应，即△H＜0．
故答案为：＜．
（2）降低温度，右室的平衡一定移动，气体总的物质的量不变，X的含量一定变化，平衡（I）和平衡（Ⅱ）中，X的体积分数一定不相等．
故选：b．
（3）右室的混合物总物质的量不变为2mol，左右两室的压强、温度相等，同温同压下，体积之比等于物质的量之比，平衡（I）中左室混合气体总的物质的量为

2.8

2.2

×2mol=

28

11

mol，令参加反应的A的物质的量为amol，则：
A（g）+2B（g）

常温

 2C（g）物质的量减少△n
1                                1
amol                           3mol-

28

11

mol=

5

11

mol
解得a=

5

11

mol
所以A的转化率为

5 11 mol

1mol

=

5

11

．
故答案为：

5

11

．

点评：考查元素化合物性质、常用化学用语书写、化学平衡移动与化学计算等，难度中等，是对知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与运用知识分析问题、解决问题的能力．（ II）中清楚左右两室的温度、压强相同，体积之比等于物质的量之比是解题关键．