题目内容

(10分)2 g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用400 mL 0.075 mol·L-1 KMnO4溶液处理,发生反应如下:

+5Cu2S+44H=10Cu2+5SO2+8Mn2+22H2O

+5CuS+28H=5Cu2+5SO2+6Mn2+14H2O

反应后煮沸溶液,赶尽SO2,剩余的KMnO4恰好与350 mL 0.1 mol·L-1(NH42Fe(SO42溶液完全反应。

(1)配平KMnO4与(NH42Fe(SO42反应的离子方程式:

______+______Fe2+______H=______Mn2+______Fe3+______H2O

(2)KMnO4溶液与混合物反应后,剩余KMnO4的物质的量为________mol。

(3)欲配制500 mL 0.1 mol·L-1 Fe2溶液,需称取(NH4)2Fe(SO42·6H2O(M=392 g·mol-1)的质量为________g。

(4)混合物中Cu2S的质量分数为_______。

 

【答案】

(1)1  5  8  1  5  4  (2)0.007  (3)19.6  (4)40% 

【解析】根据配平后的离子方程式,KMnO4~5(NH42Fe(SO42,则剩余KMnO4的物质的量为:。需称量固体的质量为:0.5 L×0.1 mol·L-1×392 g·mol-1=19.6 g。假设混合物中Cu2S的物质的量为x,CuS的物质的量为y,结合以上数据列出方程组:

则混合物中Cu2S的质量分数为:×100%=40%。

 

练习册系列答案
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合成氨和制备硝酸是两种重要的化工生产,重庆某化工厂将合成氨与制备硝酸进行连续生产。

(1)在某温度下体积为200 L的氨合成塔中,以分为单位的时间点上测得各物质的浓度(mol·L1)如下表:

 

0 min

l min

2 min

3 min

4 min

N2

1.500

1.400

1.200

c1

c1

H2

4.500

4.200

3.600

c2

c2

NH3

0

0.200

0.600

c3

c3

 

根据表中数据得知0 min~2 min内N2的平均反应速率是_______,若3 min末N2的转化率为a,则此时H2的转化率为_______ (用含a的代数式表示)。

(2)今对合成氨反应进行如下研究:在容积均为10 L的a、b、c三个相同密闭容器中分别充入1 mol N2和3 mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3,在其他条件相同情况下,实验测得反应均进行到5 min时,NH3的体积分数如图所示。则下列说法正确的是_______。

A.a、b、C三容器5 min时的正反应速率大小为:b>a>c

B.达到平衡时,a、b、c中N2转化率为a>b>c

C.5min时,a、b、c三容器中的反应均可能达到平衡状态。

D.将容器b中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态,可采取的措施有升温或减压

(3)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g):    △H=+180.5kJ/mol

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=﹣905 kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); △H=﹣483.6 kJ/mol

则在该条件下,氨合成塔中所发生反应的热化学方程式为:____________________________;

(4)金属Cu单独与氨水或单独与双氧水都不反应,但可与二者的混合溶液反应生成深蓝色溶液,写出该反应的离子方程式:_________________________________________;

(5)取200 mL的硝酸恰好与32 g Cu2S完全反应,已知硝酸被还原成等物质的量的NO和NO2,另外还有CuSO4和Cu(NO3)2生成,则所得工业硝酸的浓度是_______mol·L1

 

铜及其化合物在生产生活中有广泛应用,铜在化合物中的常见化合价有+l、+2。已知Cu2O与稀硫酸反应,溶液呈蓝色。

(1)工业上可用Cu2S+O22Cu+SO2反应制取粗铜,当有32gCu2S消耗时,电子转移数目是         。

(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中,温度控制在50℃,加入H2O2,反应一段时间后,升温到60℃,再反应一段时间后可制得硫酸铜,温度控制在50℃-60℃的两个原因除了加快反应速率外,还有                   。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加热,生成CuCl沉淀,写出生成CuCl的离子方程式                        

(3)某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时,发现铜片表面有黑色固体生成。

①甲同学猜想:黑色固体是未来得及溶解于酸的CuO, 其猜想可用化学方程式表示为:

Cu +  H2SO4                                        

②乙同学认为:黑色固体除CuO外还可能含有Cu2S和CuS.其理由可能是    (填字母)

a.Cu2S和CuS都是黑色的

b.铜与浓硫酸在加热条件下反应,还可能放出O2

c.浓硫酸是氧化剂,铜是还原剂,Cu的化合价上升与S的化合价下降有多种可能

(4)现向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中,加入1 L 0.6 mol/L HNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到2240 mL NO气体(标准状况)。Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式                  。若将上述混合物用足量的H2加热还原,所得到固体的质量为         g。若混合物中含0.1 mol Cu,将该混合物与稀硫酸充分反应,至少消耗H2SO4的物质的量为           

 

某实验小组用工业废弃固体(主要成分为Cu2S和Fe2O3)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105mol/L),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] ≈1×1016,Ksp[Fe(OH)3] ≈1×1038

(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

20min末测得n(O2)=0.16mol,则这段时间的反应速率υ(H2)=_________;该温度下,此反应的平衡常数表达式K=___________________。

B.已知:2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s)   △H=-292kJ/mol

2C(s)+O2(g)=2CO(g)    △H=-221kJ/mol

请写出炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式_________________。

 

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