Question

Cu₂S是火法炼铜一种重要的原料，下面是由Cu₂S冶炼铜及制取CuSO₄?5H₂O的流程图：
Cu₂S

O2

△

 Cu

焙烧

Cu₂O、CuO

足量稀硫酸

A

操作Ⅰ

B

蒸发结晶过滤

胆矾
（1）Cu₂S中铜元素的化合价为

 

，火法炼铜的反应原理是（用化学方程式表示）

 

．
（2）若将A中红色物质反应掉，操做Ⅰ加入试剂最好是

 

．
A．加入适量的NaNO₃ B．适量的 HNO₃  C．适量的H₂O₂
（3）取5.0g胆矾样品逐渐升高温度使其分解，分解过程的热重曲线如图所示：通过计算确定258℃时发生反应的化学方程式：

 

，e点物质的化学式

 

（计算过程略去）．

Answer 1

考点：铜金属及其重要化合物的主要性质

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）化合物中各元素化合价的代数和为0；依据流程中Cu₂S与O₂反应得到Cu写出方程式即可；
（2）溶解时要加入氧化剂使铜被氧化，且不能引进新的杂质；
（3）根据减少的质量确定b、c段固体的化学式，从而确定发生的反应．

解答： 解：（1）化合物中各元素化合价代数和为0，O元素的化合价为-2价，所以Cu元素的化合价为+1价；Cu₂S与O₂反应得到Cu，Cu的化合价降低，故S的化合价升高，反应为：2Cu₂S+3O₂

△   .

2Cu+SO₂，故答案为：+1；2Cu₂S+3O₂

△   .

22Cu+SO₂；
（2）溶解时要加入氧化剂使铜被氧化，且不能引进新的杂质，硝酸具有强氧化性但引进杂质离子，氢氧化钠没有氧化性且能引进杂质离子，双氧水具有强氧化性且不引进杂质离子，故选C，故答案为：C；
（3）硫酸铜的物质的量=

5.00g

25.0g/mol

=0.02mol，根据胆矾的化学式知，结晶水的质量=0.02mol×5×18g/mol=1.8g，当固体质量减少1.8g时胆矾完全分解，258℃时，固体减少的质量=5.00g-3.20g=1.80g，所以C段固体是硫酸铜，b段物质减少的质量=5.00g-3.56g=1.44g，则失去的水的物质的量=

1.44g

18g/mol

=0.08mol，则固体中剩下水的物质的量为0.02mol×5-0.08mol=0.02mol，则b段固体的化学式为CuSO₄．H₂O，该反应方程式为CuSO₄．H₂O

△   .

CuSO₄+H₂O；
e点时固体质量为1.44g，铜的质量=0.02mol×64g/mol=1.28g，则另一种元素质量为1.44g-1.28g=0.16g，如果另一种元素是S元素，则硫的物质的量为

0.16g

32g/mol

=0.005mol，铜原子的物质的量为0.02mol，则Cu和S的个数比为4：1，不符合化合价原则，所以另一种元素是氧元素，其物质的量为

0.16g

16g/mol

=0.01mol，所以其化学式为Cu₂O，
故答案为：CuSO₄．H₂O

△   .

CuSO₄+H₂O；Cu₂O．

点评：本题考查了物质的量的有关计算，结合元素化合价变化及氧化还原反应来分析解答，难点是（3）题，根据固体质量变化确定每一段物质的组成，从而确定每一段发生的反应，难度中等．