题目内容
【题目】已知CuS和Cu2S均为黑色，常温下都不溶于稀盐酸，在氧气中加热，最后都转化为CuO和SO2。某黑色固体样品的成分可能是CuO、CuS和Cu2S的一种或几种。某课外研究小组为探究其成分，设计以下实验测定该样品与氧气反应前后的质量变化，同时检测其气体产物。
（1）获得氧气的反应方程式为__________。硫化亚铜与氧气反应的方程式为__________。
（2）利用上述装置（可重复使用）进行实验，气流经导管的顺序为__________。
（3）实验测得样品质量为m1，与氧气充分反应后的固体质量为m2，m1 =m2，且C装置中品红褪色，则样品的成分（写出所有可能情况）_________。
（4）该实验小组为了控制实验中氧气的产生速率，设计了如下图所示的实验装置继续探究不同的催化剂对H2O2分解的催化效率。
①实验时可以通过测量_________来体现H2O2的分解速率的大小。
②请设计实验比较Fe3+含 Cu2+对H2O2分解的催化效率（完成以下实验方案）：_______，最后，比较两个实验的氧气的体积。（试剂仪器不限，装置用上图）
【答案】 2H2O2
2H2O+O2↑ Cu2S+2O2
2CuO+SO2 eabfghiedab（ab之间、fg之间、hi之间顺序可互调） 只含有Cu2S或含有CuO和Cu2S 相同时间内产生O2的体积（或生成相同体积O2所需要的时间） 分别在锥形瓶中加入等浓度等体积的FeCl3溶液和CuCl2溶液，用针筒a分别装好等浓度等体积的H2O2溶液。按上图密封好装置，将H2O2溶液快速注射进锥形瓶，并记录等时间内b这生成氧气的体积。（以上体积、浓度、时间可具体化，关键是相等）
【解析】（1）双氧水分解生成氧气，则获得氧气的反应方程式为2H2O2
2H2O+O2↑。硫化亚铜与氧气反应生成SO2、氧化铜，反应的方程式为Cu2S+2O2
2CuO+SO2。（2）生成的氧气需要干燥，生成的SO2可以用品红溶液检验，由于SO2易溶于水，需要防止倒吸且需要尾气处理，则气流经导管的顺序为eabfghiedab。（3）实验测得样品质量为m1，与氧气充分反应后的固体质量为m2，m1 =m2，且C装置中品红褪色，说明有SO2生成，所以CuS和Cu2S至少有一种。又因为反应后的固体质量相等，根据Cu2S+2O22CuO+SO2可知反应前后固体质量不变，则样品的成分为：只含有Cu2S或含有CuO和Cu2S。（4）①双氧水分解产生氧气，则实验时可以通过测量相同时间内产生O2的体积（或生成相同体积O2所需要的时间）来体现H2O2的分解速率的大小。②要比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效率需要保持其他条件相同，则实验方案为：分别在锥形瓶中加入等浓度等体积的FeCl3溶液和CuCl2溶液，用针筒a分别装好等浓度等体积的H2O2溶液。按上图密封好装置，将H2O2溶液快速注射进锥形瓶，并记录等时间内b这生成氧气的体积，最后，比较两个实验的氧气的体积。
【题目】绿矾（FeSO47H2O）的一种综合利用工艺如下：
（1）绿矾与NH4HCO3在溶液中按物质的量之比1：2反应，有CO2生成，反应的离子方程式为__________________________________。
（2）隔绝空气进行“焙烧”，铁元素的转化途径是FeCO3
FeO
Fe，实际作还原剂的是CO。写出“焙烧”过程中各步反应的化学方程式__________________________________。
（3）“除杂”步骤为：向母液中通入含臭氧的空气、调节pH、过滤，除去的杂质离子是_________。
（4）母液“除杂”后，欲得到(NH4)2SO4粗产品，操作步骤依次为真空蒸发浓缩、冷却结晶、______。浓缩时若温度过高，产品中将混有NH4HSO4，运用化学平衡移动原理解释其原因_______________。
（5）绿矾的另一种综合利用方法是：绿矾脱水后在有氧条件下焙烧，FeSO4转化为Fe2O3和硫的氧化物。分析下表实验数据，为了提高SO3的含量，可采取的措施是__________________。
空气通入量/Ls-1 | 温度/℃ | SO2含量/% | SO3含量/% |
0.02 | 850 | 45.4 | 54.6 |
0.06 | 850 | 30.5 | 69.5 |
0.10 | 850 | 11.1 | 88.9 |
0.10 | 810 | 11.1 | 88.9 |
0.10 | 890 | 11.2 | 88.8 |
