Question

16．工业上冶炼冰铜（mCu₂O•nFeS）可得到粗铜，冰铜与酸反应可以生成硫化氢（见图1）．

完成下列填空：
（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的cd（填序号）吸收．
a．浓H₂SO₄       b．浓HNO₃        c．NaOH溶液      d．氨水
（2）实验室可用如图2的装置完成泡铜冶炼粗铜的反应．
①泡铜冶炼粗铜的化学方程式是3Cu₂O+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6Cu+Al₂O₃．
②装置中镁带的作用是燃烧放出大量的热，创造高温环境（或引燃剂）．泡铜和铝粉混合物表面覆盖少量白色固体a，a是氯酸钾（或KClO₃）．
（3）将H₂S和O₂在密闭容器中点燃，充分反应后恢复到原来的温度和压强（120℃、101kPa），气体体积减少30%，求原混合其气体中H₂S的体积分数．（不考虑H₂S的自身分解）0.6或0.7（写出必要的计算过程，否则不得分）．
已知：氧气不足时：2H₂S+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2S+2H₂O    氧气足量时：2H₂S+3O₂═$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2SO₂+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）气体A为SO₂，可用碱液吸收；
（2）①Cu₂O与Al在高温下反应生成Cu和Al₂O₃，为铝热反应；
②镁带起到引燃作用，用氯酸钾作助燃剂，生成氧气，有利于镁的燃烧；
（3）发生2H₂S+O₂=2S+2H₂O（a），2H₂S+3O₂=2SO₂+2H₂O（b），结合反应的方程式以及体积的变化利用差量法计算．

解答 解：（1）气体A为SO₂，可用碱液吸收，则应用NaOH或氨水，故答案为：c d；
（2）①3Cu₂O与Al在高温下反应生成Cu和Al₂O₃，反应的方程式为3Cu₂O+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6Cu+Al₂O₃，
故答案为：3Cu₂O+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6Cu+Al₂O₃；
②镁带起到引燃作用，燃烧放出大量的热，创造高温环境，用氯酸钾作助燃剂，生成氧气，有利于镁的燃烧，
故答案为：燃烧放出大量的热，创造高温环境（或引燃剂）；氯酸钾（或KClO₃）；
（3）2H₂S+O₂=2S+2H₂O（a）    2H₂S+3O₂=2SO₂+2H₂O（b），
方法一
由反应知，当H₂S：O₂＞2：1时，按（a）进行，气体体积可能减少30%，
当2：1＞H₂S：O₂＞2：3时既有反应（a）又有反应（b），气体体积可能减少30%，
设原混合气体中H₂S、O₂分别为x、yL，
Ⅰ2H₂S+O₂=2S+2H₂O  气体体积减少，
  2y  y       2y      y
∴$\frac{v}{x+y}$=0.3   $\frac{x}{y}$=$\frac{7}{3}$
∴$\frac{7}{7+3}$=0.7，
ⅡxH₂S+yO₂=（y-$\frac{x}{2}$）SO₂+（1.5x-y）S+xH₂O  气体体积减少
   x   y    （y-$\frac{x}{2}$）                      $\frac{x}{2}$
∴$\frac{0.5x}{x+y}$=0.3   $\frac{x}{y}$=$\frac{3}{2}$
∴$\frac{3}{2+3}$=0.6
方法二
反应（b）可看作在反应（a）后发生反应S+O₂=SO₂，此反应没有气体体积改变，气体体积的减少由反应（a）引起的，
设原混合气体为100L，
2H₂S+O₂=2S+2H₂O  气体体积减少，
60  30               100×30%=30
剩余气体为100-60-30=10L，
若 10L为H₂S，∴$\frac{60+10}{100}$/100=0.7，
若 10L为O₂，∴$\frac{60}{100}$=0.6，
故答案为：0.6或0.7．

点评 本题综合考查制备实验的涉及以及物质的分离提纯知识，侧重于综合考查学生的实验能力和数据分析能力，注意把握实验原理和实验方法，本题难点为混合物的计算，注意把握反应的化学方程式，利用差量法计算，题目难度中等．