题目内容
11．铜是人类生产生活中应用较为广泛的一种金属材料，请回答下列有关铜及其化合物的问题：Ⅰ．铜冶金技术以火法冶炼为主，火法炼铜的工艺流程如图1：
已知：反应①：2Cu2S（g）+3O2（g）═2Cu2O（g）+2SO2（g）△H=-768.2kJ•mol-1
反应②：2Cu2O（g）+Cu2S（g）═6Cu（g）+SO2（g）△H=+116.0kJ•mol-1
（1）在反应②中，毎生成标况下，11.2LSO2转移电子为3mol．
（2）请写出Cu2S被O2氧化生成Cu和SO2的热化学方程式3Cu2S（g）+3O2（g）=6Cu（g）+3SO2（g），△H=-652.2kJ/mol．
Ⅱ．某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到沉淀，并将沉淀过滤、洗涤、干燥，三位同学就沉淀的组成提出了各自的观点：
甲同学认为两者反应只有CuCO3一种沉淀生成；
乙同学认为这两者相互促进水解反应，生成Cu（OH）2一种沉淀；
丙同学认为生成CuCO3和Cu（OH）2两种沉淀．
为探究沉淀的组成，该小组同学取适量实验所得沉淀物，用以上仪器组装成了一套实验装置如图2．请回答下列问题：
（1）各装置连接顺序为A→C→B．
（2）若甲同学的结论正确，实验现象为C中固体不变色、B中溶液变浑浊．
（3）若丙同学的观点正确，可通过下列所示装置如图3的连接，进行定量缝隙来测定其组成．
①仪器组装好首先要进行的实验操作是检验装置气密性．
②若沉淀样品的质量为mg，当反应完全后，装置C质量增加了ng，则沉淀中CuCO3的质量分数为$\frac{9m-49n}{9m}×100%$（用含m和n的代数式表达）．
（4）沉淀转化在生产中也有重要应用，例如，用Na2CO3溶液可以将铜炉水垢这的CaSO4转化为较疏松且清除的CaCO3，该沉淀转化达到平衡时，其平衡常数K=3.25×10-5（写具体数值），
【已知Ksp（CaSO4）=9.1×10-4，Ksp（CaCO3）=2.8×10-9】
（5）蓝铜矿的主要成分为2CuCO3•Cu（OH）2，当它与焦炭一起加热时，可以生成铜，二氧化碳和水，写出该反应的化学方程式2[2CuCO3•Cu（OH）2]+3C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$6Cu+7CO2↑+2H2O．
分析 I．（1）在反应②2Cu2O（g）+Cu2S（g）═6Cu（g）+SO2（g）△H=+116.0kJ•mol-1中，每生成1mol二氧化硫，转移电子的物质的量=1mol×[4-（-2）]=6mol，根据二氧化硫和转移电子的物质的量关系计算；
（2）反应①：2Cu2S（g）+3O2（g）═2Cu2O（g）+2SO2（g）△H=-768.2kJ•mol-1
反应②：2Cu2O（g）+Cu2S（g）═6Cu（g）+SO2（g）△H=+116.0kJ•mol-1
将方程式①+②得3Cu2S（g）+3O2（g）=6Cu（g）+3SO2（g），反应热进行相应的改变；
II．（1）加热Cu（OH）2生成H2O，加热CuCO3生成CO2，水能使无水硫酸铜变蓝色，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以用无水硫酸铜检验水，用澄清石灰水检验二氧化碳；
（2）如果甲正确，说明生成的气体中含有二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，无水硫酸铜不变色；
（3）如果丙正确，则生成的气体中含有二氧化碳和水；
①有连接的装置在实验前必须检验装置气密性；
②装置C是浓硫酸，能吸收水分，C中质量增加量为水的质量，根据H原子守恒计算氢氧化铜质量，从而确定碳酸铜质量，根据质量分数公式计算碳酸铜质量分数；
（4）CaSO4和碳酸钠反应转化为CaCO3的离子方程式为：CaSO4（s）+CO32-（aq）=CaCO3（s）+SO42-（aq），其平衡常数K=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{{K}_{sp}（CaS{O}_{4}）}{{K}_{sp}（CaC{O}_{3}）}$；
（5）根据反应物和生成物书写方程式．
解答 解：I．（1）在反应②2Cu2O（g）+Cu2S（g）═6Cu（g）+SO2（g）△H=+116.0kJ•mol-1中，每生成1mol二氧化硫，转移电子的物质的量=1mol×[4-（-2）]=6mol，n（SO2）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，则每生成0.5mol二氧化硫转移电子3mol，故答案为：3；
（2）反应①：2Cu2S（g）+3O2（g）═2Cu2O（g）+2SO2（g）△H=-768.2kJ•mol-1
反应②：2Cu2O（g）+Cu2S（g）═6Cu（g）+SO2（g）△H=+116.0kJ•mol-1
将方程式①+②得3Cu2S（g）+3O2（g）=6Cu（g）+3SO2（g），△H=（-768.2kJ•mol-1
）+（+116.0kJ•mol-1）=-652.2kJ/mol，
故答案为：3Cu2S（g）+3O2（g）=6Cu（g）+3SO2（g），△H=-652.2kJ/mol；
II．（1）加热Cu（OH）2生成H2O，加热CuCO3生成CO2，水能使无水硫酸铜变蓝色，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以用无水硫酸铜检验水，用澄清石灰水检验二氧化碳，因为澄清石灰水中含有水分，所以应该先检验水后检验二氧化碳，则实验仪器连接顺序是A、C、B，故答案为：A；C；B；
（2）如果甲正确，说明生成的气体中含有二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因为没有水，所以无水硫酸铜不变色，则看到的现象是C中固体不变色、B中溶液变浑浊，故答案为：C中固体不变色、B中溶液变浑浊；
（3）如果丙正确，则生成的气体中含有二氧化碳和水；
①有连接的装置在实验前必须检验装置气密性，故答案为：检验装置气密性；
②装置C是浓硫酸，能吸收水分，C中质量增加量为水的质量，m（H2O）=ng，n（H2O）=$\frac{ng}{18g/mol}=\frac{n}{18}$mol，根据H原子守恒得n[Cu（OH）2]=n（H2O）=$\frac{ng}{18g/mol}=\frac{n}{18}$mol，则m[Cu（OH）2]=$\frac{n}{18}$mol×98g/mol=$\frac{49n}{9}$g，
m（CuCO3）=（m-$\frac{49n}{9}$）g，碳酸铜质量分数=$\frac{（m-\frac{49n}{9}）g}{mg}×100%$=$\frac{9m-49n}{9m}×100%$，
故答案为：$\frac{9m-49n}{9m}×100%$；
（4）CaSO4和碳酸钠反应转化为CaCO3的离子方程式为：CaSO4（s）+CO32-（aq）=CaCO3（s）+SO42-（aq），其平衡常数K=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{{K}_{sp}（CaS{O}_{4}）}{{K}_{sp}（CaC{O}_{3}）}$=$\frac{9.1×1{0}^{-4}}{2.8×1{0}^{-9}}$=3.25×10-5，
故答案为：3.25×10-5；
（5）根据反应物和生成物书写方程式为2[2CuCO3•Cu（OH）2]+3C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$6Cu+7CO2↑+2H2O，
故答案为：2[2CuCO3•Cu（OH）2]+3C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$6Cu+7CO2↑+2H2O．
点评 本题以Cu及其化合物为载体考查物质成分检验、物质性质检验等知识点，综合性较强，为高频考点，涉及方程式的书写、平衡常数计算、方程式的计算、盖斯定律、实验设计等知识点，明确实验原理、物质性质、化学反应原理是解本题关键，难点是实验设计，知道每个仪器的作用及可能发生的反应、反应现象，侧重考查学生实验操作、实验设计能力，题目难度中等．
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（R1～R4表示烃基）
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．| A． | 水晶和干冰的熔化 | B． | 食盐和醋酸钠的熔化 | ||
| C． | 液溴和液汞的汽化 | D． | 氨的气化和水的电离 |
| A． | S2Cl2的结构简式：S-Cl-S-Cl | |
| B． | 13.5g S2Cl2和NaOH反应电子转移数为0.1NA | |
| C． | S2Cl2和NaOH水溶液反应，氧化与还原产物物质的量之比为1：1 | |
| D． | S2Cl2和水反应中，氧化剂还原剂物质的量之比为1：1 |
| A． | 44.8L | B． | 5L | C． | 11.2L | D． | 33.6L |
| A． | 常温常压下，1 mol Na2O2中含有的阴、阳离子总数是3NA | |
| B． | 标准状况下，2.24 L苯中含C-H数目为0.6NA | |
| C． | 3.2 g由氧气和臭氧组成的混合物中含有的分子数目为0.1NA | |
| D． | Cl2与NaOH溶液反应每生成1 molNaCl，转移电子的数目为2NA |
| A． | v（A2）=1.5 mol/（L•s） | B． | v（B2）=2.4 mol/（L•s） | C． | v（C）=1.6 mol/（L•s） | D． | v（A2）=6 mol/（L•min） |
| A． | H2O（g）═H2（g）+$\frac{1}{2}$O2；△H（298K）=-242kJmol-1 | |
| B． | H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（l）；△H（298K）=+484kJmol-1 | |
| C． | H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（g）；△H（298K）=-242kJmol-1 | |
| D． | H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（g）；△H（298K）=-484kJ |
| A． | Cl-和OH-向阳极定向运动，Cl-被电解，而OH-留在阳极，因此阳极区显碱性 | |
| B． | 阴极的电极反应是：4OH--4e-═O2↑+2H2O | |
| C． | 电解槽内总反应方程式为：2Cl-+2H2O═Cl2↑+H2↑+2OH- | |
| D． | 向阴阳极分别滴入2滴酚酞，现象是阴极区变成红色，阳极区不变色 |