Question

10．铜及其化合物在工业、农业、科技和日常生活中有广泛应用．
（1）工业上利用辉铜矿（主要成分是Cu₂S）冶炼铜．为了测定辉铜矿样品的纯度，用酸性高锰酸钾溶液反应，请完成下列离子方程式：□CuS+□MnO₄^-+□H⁺→□Cu²⁺+□SO₄^2-+□Mn²⁺+□H₂O

（2）现有一块含有铜绿[Cu₂（OH）₂CO₃]的铜片（假设不含其它杂质）在空气中灼烧至完全反应，经测定，反应前后固体的质量相同．
①固态铜与适量氧气反应，能量变化如右图所示，写出固态铜与氧气反应生成1mol固态氧化亚铜的热化学方程式，2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Cu₂O（s）△H=$\frac{a-b}{2}$kJ•mol^-1
②上述铜片中铜的生锈率为34%（金属生锈率=$\frac{已生锈的金属质量}{金属的总质量}$×100%）

Answer 1

分析 （1）辉铜矿（主要成分是Cu₂S）冶炼铜，和酸性高锰酸钾溶液反应生成铜离子，硫酸根离子，高锰酸根离子被还原为锰离子，结合原则守恒和电荷守恒配平书写；
（2）①依据图象书写反应过程中的热化学方程式，结合个数定量计算所需热化学方程式；
②依据化学方程式灼烧后质量不变，反应的氧气和生成的二氧化碳和水的质量相同，结合金属生锈率=$\frac{已生锈的金属质量}{金属的总质量}$×100%，计算得到．

解答 解：（1）辉铜矿（主要成分是Cu₂S）冶炼铜，和酸性高锰酸钾溶液反应生成铜离子，硫酸根离子，高锰酸根离子被还原为锰离子，铜元素化合价+1价变化为+2价，硫元素-2价变化为+6价，锰元素化合价+7价变化为+2价，依据电子守恒和原子守恒配平书写得到反应的离子方程式为：Cu₂S+2MnO₄^-+8H⁺=2Cu²⁺+SO₄^2-+2Mn²⁺+4H₂O；
故答案为：1，2，8，2，1，2，4；
（2）①依据图象分析书写热化学方程式：①2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=2CuO（s）△H=-$\frac{a}{2}$KJ/mol，②2Cu₂O（s）+O₂（g）=4CuO（s）△H=-bKJ/mol；
依据盖斯定律计算（①×2-②）×$\frac{1}{2}$得到2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Cu₂O（s）△H=-（$\frac{a-b}{2}$）kJ•mol^-1；
故答案为：2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Cu₂O（s）△H=-（$\frac{a-b}{2}$）kJ•mol^-1；
②含有铜绿的铜片（假设不含其它杂质）在空气中灼烧至完全反应，经测定，反应前后固体的质量相同，说明反应的氧气质量和生成的二氧化碳、水蒸气的质量相同计算得到，设铜绿中铜物质的量为x，铜绿物质的量为y，
2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，
x 0.5x
Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+CO₂+H₂O
y y y
0.5x×32=18y+44y
x：y=31：8
依据元素守恒计算，金属生锈率=$\frac{已生锈的金属质量}{金属的总质量}$×100%=$\frac{2y+64}{（2y+x）×64}$×100%=$\frac{2×\frac{8}{31}x×64}{（2×\frac{8}{31}x+x）×64}$×100%=34%；
故答案为：34%．

点评 本题考查了铜及其化合物性质分析判断，化学方程式计算应用，沉淀转化原理的应用，掌握基础是关键，题目难度中等．