题目内容
【题目】Cu2S是火法炼铜的重要原料之一,如图是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO4·5H2O的流程图。
Cu2S
Cu
Cu2O、CuO
A
B
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)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色,且有红色物质生成,请写出生成红色物质的离子方程式____________。
(3)若将A中红色物质反应掉,操作Ⅰ中加入的试剂最好是___(填字母序号)。
A.适量的NaNO3
B.适量的HNO3
C.适量的H2O2
(4)若B溶液的体积为0.2L,电解B溶液一段时间后溶液的pH由2变为1(体积变化忽略不计),此时电解过程中转移电子的物质的量是_____。
(5)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点对应物质的化学式为_____(计算过程略去)。
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【答案】+1 Cu2S+O2
2Cu+SO2 Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O C 0.018 mol CuSO4·H2O
CuSO4+H2O Cu2O
【解析】
(1)根据化合物中各元素化合价的代数和为0分析判断;依据流程中Cu2S与O2反应得到Cu写出方程式;
(2)红色物质为铜,说明氧化亚铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和铜,氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜;
(3)溶解时要加入氧化剂使铜被氧化,且不能引进新的杂质;
(4)根据pH的变化求出氢离子的物质的量的变化,根据电极反应式计算转移的电子数;
(5)固体质量减少时,胆矾开始分解,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,根据最终剩余固体的质量采用假设的方法确定物质的组成。
(1)化合物中各元素化合价代数和为0,S元素的化合价为-2价,所以Cu元素的化合价为+1价;根据流程图,Cu2S与O2反应得到Cu,Cu的化合价降低,则S的化合价升高,反应生成二氧化硫,反应的化学方程式为:Cu2S+O2
2Cu+SO2,故答案为:+1;Cu2S+O2
2Cu+SO2;
(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色,且有红色物质生成,该红色物质为铜,说明氧化亚铜和稀硫酸反应生成硫酸铜、铜和水,反应生成铜的离子方程式为:Cu2O+2H+=Cu+Cu 2++H2O,故答案为:Cu2O+2H+=Cu+Cu 2++H2O;
(3)溶解时要加入氧化剂使铜氧化,且不能引进新的杂质,硝酸具有强氧化性但引进杂质离子,硝酸钠会引进杂质离子,双氧水具有强氧化性且不引进杂质离子,最好的试剂是双氧水,故答案为:C;
(4)若硫酸铜溶液的体积为0.2L,电解溶液一段时间后溶液的pH由2变为1,则电解生成的氢离子为0.2L×(0.1-0.01)mol/L=0.018mol,根据电极反应式为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,n(e-)=n(H+)=0.018mol,故答案为:0.018mol;
(5)硫酸铜的物质的量=
=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时胆矾完全分解失去结晶水,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=
=0.08mol,则固体中剩下水的物质的量为0.02mol×5-0.08mol=0.02mol,则b段固体中硫酸铜与结晶水的物质的量之比为1∶1,化学式为CuSO4·H2O,该反应方程式为:CuSO4H2O
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
=0.005mol,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
=0.01mol,所以其化学式为Cu2O,故答案为:CuSO4H2O
CuSO4+H2O;Cu2O。
【题目】根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是( )
溶液 | 现象 | 结论 | |
A | 含HCl,BaCl2的FeCl3溶液 | 产生白色沉淀 | SO2是酸性氧化物 |
B | H2S溶液 | 产生黄色沉淀 | SO2有氧化性 |
C | 酸性KMnO4溶液 | 紫色溶液褪色 | SO2有还原性 |
D | Na2SiO3溶液 | 产生胶状沉淀 | 酸性:H2SO3>H2SiO3 |
A.AB.BC.CD.D