Question

铁和铜是两种重要的金属元素．
（1）铜可溶于稀H₂SO₄和H₂O₂混合液中，写出该反应的化学方程式：

 

．
（2）等质量的铁和铜分别与足量的硫粉在加热下充分反应，消耗硫粉的质量比为

 

（写最简整数比）．
（3）向含有KOH和Fe（OH）₃的悬浊液中通人氯气，可生成一种水处理剂K₂FeO₄．反应的化学方程式为

 

．
（4）铜与浓硫酸反应时会产生难溶性固体甲，其成分可能是CuS、Cu₂S或Cu₂O，某实验小组设计如下实验对其成分进行探究．
已知：①Cu₂O在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu²⁺和Cu；②CuS和Cu₂S均不溶于稀盐酸．

根据实验现象和数据可以确定固体甲中一定含有的成分及其物质的量之比为

 

；可能含有的成分是

 

．

Answer 1

考点：常见金属元素的单质及其化合物的综合应用

专题：

分析：（1）铜可溶于稀H₂SO₄和H₂O₂混合液中发生氧化还原反应生成硫酸铜和水；
（2）铁、铜与硫反应的化学方程式分别是：Fe+S

△   .

FeS、2Cu+S

△   .

Cu₂S．据此化学方程式定量关系计算；
（3）向含有KOH和Fe（OH）₃的悬浊液中通人氯气，可生成一种水处理剂K₂FeO₄．根据得失电子守恒、元素守恒即可完成方程式；
（4）首先根据实验现象做判断：由滤液呈蓝色可知，固体甲中一定含有Cu₂O，则固体乙中一定含有Cu．煅烧CuS的反应方程式为2CuS+3O₂

△   .

2CuO+2SO₂，该反应固体质量减少；煅烧Cu₂S的反应方程式为Cu₂S+2O₂

△   .

2CuO+SO₂，该反应是固体质量不变的反应；煅烧Cu时固体质量肯定会增加．由于反应前后固体质量不变，所以固体乙中一定含有Cu和CuS，但是否含有Cu₂S无法确定，可假设其有，结合元素守恒列式计算．

解答： 解：（1）铜可溶于稀H₂SO₄和H₂O₂混合液中发生氧化还原反应，反应的化学方程式为：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O，故答案为：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；
（2）铁、铜与硫反应的化学方程式分别是：Fe+S

△   .

FeS、2Cu+S

△   .

Cu₂S．假定铁、铜的质量均为m，可求得消耗S的质量分别为

32m

56

、

32m

128

，二者之比为16：7，
故答案为：16：7；
（3）向含有KOH和Fe（OH）₃的悬浊液中通人氯气，可生成一种水处理剂K₂FeO₄．根据得失电子守恒、元素守恒即可完成方程式，10KOH+3Cl₂+2Fe（OH）₃=2K₂FeO₄+6KCl+8H₂O；
故答案为：10KOH+3Cl₂+2Fe（OH）₃=2K₂FeO₄+6KCl+8H₂O；
（4）首先根据实验现象做判断：由滤液呈蓝色可知，固体甲中一定含有Cu₂O，则固体乙中一定含有Cu．煅烧CuS的反应方程式为2CuS+3O₂

△   .

2CuO+2SO₂，该反应固体质量减少；煅烧Cu₂S的反应方程式为Cu₂S+2O₂

△   .

2CuO+SO₂，该反应是固体质量不变的反应；煅烧Cu时固体质量肯定会增加．由于反应前后固体质量不变，所以固体乙中一定含有Cu和CuS，但是否含有Cu₂S无法确定，可假设其有．设固体甲中Cu₂O、CuS、Cu₂S的物质的量分别为xmol、ymol、zmol，则固体乙中含有Cu、CuS、Cu₂S的物质的量分别为0.5xmol、ymol、zmol，即：32x+96y+160z=m；根据铜元素守恒可得：80（0.5x+y+2z）=m．两式联立得：x=2y，即Cu₂O、CuS的物质的量之比为2：1；
故答案为：2：1； Cu₂S．

点评：本题考查了元素化合物性质的分析判断，氧化还原反应的分析判断，化学方程式的定量计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．