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17.已知不同条件下,磷与硫酸铜可以发生如下两个反应:
①2P+5CuSO4+8H2O=5Cu+2H3PO4+5H2SO4
②11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4
下列叙述正确的是(  )
A.反应①中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:5
B.反应②中,Cu3P既是氧化产物又是还原产物
C.反应②中,当有5mol CuSO4发生反应时,共转移电子10mol
D.反应①中CuSO4做氧化剂,反应②中CuSO4作还原剂

分析 2P+5CuSO4+8H2O═5Cu+2H3PO4+5H2SO4该反应中P元素化合价由0价变为5价,Cu元素化合价由+2价变为0价;11P+15CuSO4+24H2O═5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4该反应中P元素化合价由0价变为-3价、+5价,Cu元素化合价由+2价变为+1价,如果有11molP参加氧化还原反应,则有$\frac{6}{11}$的P被氧化,其余的P被还原,据此分析解答.

解答 解:2P+5CuSO4+8H2O═5Cu+2H3PO4+5H2SO4该反应中P元素化合价由0价变为5价,Cu元素化合价由+2价变为0价;
11P+15CuSO4+24H2O═5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4该反应中P元素化合价由0价变为-3价、+5价,Cu元素化合价由+2价变为+1价,如果有11molP参加氧化还原反应,则有$\frac{6}{11}$的P被氧化,其余的P被还原,
A、反应①中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:2,故A错误;
B、反应②中,Cu3PP元素化合价由0价变为-3价,Cu元素化合价由+2价变为+1价,所以仅是还原产物,故B错误;
C.在反应②中,15molCuSO4转移30mol电子,则当有5mol CuSO4发生反应时,共转移10mol电子,故C正确;
D、反应①中CuSO4做氧化剂,反应②中CuSO4作氧化剂,故D错误;
故选C.

点评 本题考查氧化还原反应,明确元素化合价变化是解本题关键,注意该反应中P元素化合价变化,为易错点,侧重于考查学生对基础知识的应用能力.

练习册系列答案
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7.(1)(1)人们常用催化剂来选择反应进行的方向.如图1所示为一定条件下1mol CH3OH与O2发生反应时,生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去].
①写出1mol HCHO与O2反应主要生成CO和H2O(g)的热化学方程式:HCHO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO(g)+H2O(g)△H=-235kJ•mol-1
②CH3OH与O2在有催化剂作用下反应,产物中HCHO比率大大提高的原因是催化剂使生成HCHO的活化能降低,同时使生成CO的活化能升高,并且生成HCHO的活化能低于生成CO的活化能.
(2)①一定温度下,将N2H4与NO2以体积比为1:1置于容积固定的容器中发生反应2N2H4(g)+2NO2(g)?3N2(g)+4H2O(Ⅰ)△H<0,下列能说明反应达到平衡状态的是AD.
A.混合气体密度保持不变B.2vg正(NO2)=2v(N2
C.N2H4与NO2体积比保持不变D.体系压强保持不变
②在某温度下,10L密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的物质的量变化如下表:
物质的量/mol
时间
n(N2H4N(NO2N(N2
起始2.03.00
第2min1.5a0.75
第4min1.2b1.2
第6min1.0c1.5
第7min1.0c1.5
i.前2min内NO2的平均反应速率为0.025mol•L-1•min-1(保留2位有效数字,下同).
该温度下反应的平衡常数K8.4.
ii.关于上述反应,下列叙述不正确的是A.
A.达到平衡时,移走部分N2,平衡将向右移动,正反应速率加快
B.缩小容器的体积,平衡将向右移动,c(N2H2)将变大
C.在相同的条件下,若使用甲催化剂能使正反应速率加快105倍,使用乙催化剂能使逆反应速率加快108倍,则应该选用乙催化剂
D.若保持平衡时的温度和压强不变,再向容器中充入He,则此时v(逆)>v(正)
iii.请画出该反应中n(NO2)随时间变化曲线并画出在第7min时分别升温、加压的情况下n(NO2)随时间变化示意图(在图2上注明变化的条件).
8.为研究铜与浓硫酸的反应,某化学兴趣小组进行如下实验.
实验I:反应产物的定性探究--按如图装置(固定装置已略)进行实验:

(1)F装置的烧杯中发生反应的离子方程式是SO2+2OH-=SO32-+H2O;
(2)实验过程中,能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是D装置中黑色固体颜色无变化,E装置中溶液褪色
(3)实验结束时,撤去所有酒精灯之前必须完成的实验操作是拉起铜丝,关闭K1,K2
(4)实验结束后,证明A装置试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是将A装置中试管内冷却后的混合物沿杯壁(或玻璃棒)缓缓倒入盛有水的烧杯中,并不断搅拌,若溶液变蓝,证明含有Cu2+
,若溶液变蓝,证明含有Cu2+
实验Ⅱ:反应产物的定量探究
(5)在铜与浓硫酸反应的过程中,发现有黑色物质出现,且黑色物质为Cu2S.产生Cu2S的反应为
aCu+bH2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$cCu2S+dCuSO4+e H2O,则a:b=5:4
(6)为进一步探究该黑色物质的成分,经查阅相关文献获得下列资料.
资料1:
硫酸/mol•L-1黑色物质出现的温度/℃黑色物质消失的温度/℃
14Cu 片表面无明显现象
15约150约236
16约140约250
18约120不消失
资料2:X-射线晶体分析表明,铜与浓硫酸反应生成的黑色物质为Cu2S、CuS、Cu7S4中的一种或几种.仅由上述资料可得出的如下结论中正确是ABD.
A.铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个
B.硫酸浓度选择适当,可避免最后产物中出现黑色物质
C.该反应发生的条件之一是硫酸浓度≥15mol/L
D.硫酸浓度越大,黑色物质越快出现、越难消失.

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