Question

16．铜及其化合物在工农业生产及日常生活中应用非常广泛．
（1）由辉铜矿制取铜的反应过程为：
2Cu₂S（s）+3O₂ （g）=2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-768.2kJ•mol^-1
2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0kJ•mol^-1
热化学方程式：Cu₂S（s）+O₂（g）=2Cu（s）+SO₂（g）△H=-217.4kJ•mol^-1．
（2）氢化亚铜是一种红色固体，可由下列反应制备 4CuSO₄+3H₃PO₂+6H₂O=4CuH↓+4H₂SO₄+3H₃PO₄
①该反应还原剂是H₃PO₂（写化学式）．
②该反应每转移3mol电子，生成CuH的物质的量为1mol．
（3）氯化铜溶液中铜各物种的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与c（Cl^-） 的关系如图1所示．
①当c（Cl^-）=9mol•L^-1时，溶液中主要的3种含铜物种浓度大小关系为c（CuCl₂）＞c（CuCl⁺）＞c（CuCl₃^-）．
②在c（Cl^-）=1mol•L^-1的氯化铜溶液中，滴入AgNO₃溶液，含铜物种间转化的离子方程式为CuCl⁺+Ag⁺=AgCl↓+Cu²⁺（CuCl₂+Ag⁺=CuCl⁺+AgCl↓；CuCl₂+2Ag⁺=Cu²⁺+2AgCl↓）（任写一个）．
（4）一种以铜作催化剂脱硫有如下两个过程：①在铜的作用下完成工业尾气中SO₂的部分催化氧化，所发生反应为：2SO₂+2n Cu+（n+1）O₂+（2-2n） H₂O=2n CuSO₄+（2-2n） H₂SO₄．从环境保护的角度看，催化脱硫的意义为防止酸雨的发生．
②利用图2所示电化学装置吸收另一部分SO₂，并完成Cu的再生．写出装置内所发生反应的离子方程式SO₂+2H₂O+Cu²⁺$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4H⁺+SO₄^2-+Cu．

Answer 1

分析 （1）利用盖斯定律解答，从待求反应出发，分析待求反应中的反应物和生成物在已知反应中的位置，通过相互加减可得，据盖斯定律（①+②）×$\frac{1}{3}$得到；
（2）①从还原剂的概念出发分析反应物的价态变化即可；
②从价态变化出发分析得失电子总数解答；
（3）①从图上在c（Cl^-）=9mol•L^-1处，做一条平行与纵轴的虚线，可以比较；
②从图上在c（Cl^-）=1mol•L^-1处，做一条平行与纵轴的虚线，看哪种微粒最多；
（4）①二氧化硫是一种有毒的气体，排放到空气中可引起酸雨的发生，对环境和人类健康有害，脱硫可以防止酸雨的发生；
②利用电解原理将二氧化硫转化成硫酸吸收，先写出两个电极上上发生的电极反应式，加和就可得到总的离子方程式．

解答 解：（1）①2Cu₂S（s）+3O₂（g）═2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-768.2kJ•mol^-1，
②2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）═6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0kJ•mol^-1，
据盖斯定律（①+②）×$\frac{1}{3}$得：Cu₂S（s）+O₂（g）═2Cu（s）+SO₂（g）△H=-217.4KJ/mol，
故答案为：-217.4；
（2）①从反应4CuSO₄+3H₃PO₂+6H₂O=4CuH↓+4H₂SO₄+3H₃PO₄分析，Cu从+2价变成+1，H从+1价变成-1价，P从+1价变成+5价，还原剂化合价升高，故该反应的还原剂是H₃PO₂，故答案为：H₃PO₂；
②Cu从+2价变成+1，4molCu得到4mol电子，H从+1价变成-1价，4mol-1价的H得到8mol电子，共得电子12mol，即每生成4molCuH转移电子12mol，所以每生成1molCuH，转移电子3mol电子，
故答案为：1；
（3）①在c（Cl^-）=9mol•L^-1处，做一条平行与纵轴的虚线，可见溶液中主要含铜物种浓度大小关系为：c（CuCl₂）＞c（CuCl⁺）＞c（CuCl₃^-）＞c（Cu²⁺）＞c（CuCl₄^2-），
故答案为：c（CuCl₂）＞c（CuCl⁺）＞c（CuCl₃^-）；
②从图上可见，在c（Cl^-）=1mol•L^-1的氯化铜溶液中，主要是Cu²⁺与Cl^-结合生成CuCl⁺，滴入硝酸银溶液发生反应的方程式为：CuCl⁺+Ag⁺=AgCl↓+Cu²⁺（CuCl₂+Ag⁺=CuCl⁺+AgCl↓；CuCl₂+2Ag⁺=Cu²⁺+2AgCl↓）
故答案为：CuCl⁺+Ag⁺=AgCl↓+Cu²⁺（CuCl₂+Ag⁺=CuCl⁺+AgCl↓；CuCl₂+2Ag⁺=Cu²⁺+2AgCl↓）；
（4）①脱硫可以减少二氧化硫的排放量，防止酸雨的发生；
故答案为：防止酸雨的发生；
②分析图中电解装置，可知左边石墨是电解池的阳极，右边是阴极；阳极放电的物质二氧化硫，失去电子生成硫酸根离子，电极反应式：SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+2H⁺；阴极放电的物质时铜离子，得到电子被还原成单质铜，电极反应式：Cu²⁺+2e^-=Cu；将上述两电极的电极反应式得：SO₂+2H₂O+Cu²⁺$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4H⁺+SO₄^2-+Cu，
故答案为：SO₂+2H₂O+Cu²⁺$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4H⁺+SO₄^2-+Cu．

点评 本题考查了反应热的求算，盖斯定律，二氧化硫的污染和治理，电解原理，题目综合性强，难度中等，根据已经掌握的知识可以求解，掌握基础是关键．