题目内容

15.“海底黑烟囱”是海底热泉将地壳深处金属、非金属化合物带出时逐渐沉积形成的烟囱状通道,含有铜、锌、锰、钻、镍等金属的硫化物及金、银、铂等贵金属.“海底黑烟囱”的研究对海底矿产资源的勘探及金属硫化物成矿过程的认识均有极大的推动作用.
(1)“烟囱”周围的水样中发现了中子数是1,质子数是2的核素,该核素符号是32He.
(2)“烟囱”内壁含有的结晶黄铁矿(主要成分是FeS2)在一定条件下发生如下反应:
14CuSO4+5FeS2+12H2O═7X+5FeSO4+12H2SO4,X的化学式是Cu2S,氧化剂是CuSO4和FeS2.
(3)“烟囱”外壁含有石膏(CaSO4﹒2H2O),在1400℃时能分解生成CaO,水蒸气和另外两种气体,其中一种气体可使品红溶液褪色.写出1400℃时石膏分解的化学方程式2CaSO4•2H2O$\frac{\underline{\;1400℃\;}}{\;}$2CaO+2SO2↑+O2↑+4H2O↑.
(4)“烟囱”底部存在的难溶物ZnS遇CuSO4溶液会慢慢转化为铜蓝(CuS).根据沉淀溶解平衡理论写出由ZnS转化为CuS的离子方程式ZnS(s)+Cu2+(aq)?Zn2+(aq)+CuS(s);
(5)“烟囱”中含有钻元素,LiCoO2可用作一种锂离子电池的正极材料.该锂离子电池充电过程中,负极发生的反应为6C+xLi++xe-═LixC6,正极发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池总反应方程式Li1-xCoO2+LixC6═6C+LiCoO2.

分析 (1)据其质子数和中子数确定质量数;
(2)据化学方程式中原子守恒确定X的化学式;氧化剂化合价降低;
(3)石膏(CaS04•2H20),在1400℃时能分解生成CaO,水蒸气和另外两种气体,其中一种气体可使品红溶液褪色,说明生成的气体是SO2和O2;
(4)ZnS遇CuSO4溶液会慢慢转化为铜蓝(CuS),ZnS溶解;
(5)据充电时负极反应式和正极转化书写电池反应式.

解答 解:(1)中子数是1质子数是2的核素是质量数为3的He原子,符号为32He,故答案为:32He;
(2)反应14CuSO4+5FeS2+12H2O═7X+5FeSO4+12H2SO4 中,据原子守恒可知,X为Cu2S;反应中,Cu元素化合价从+2降到+1价,有7molS的化合价从-1降到-2价,所以反应中的氧化剂为:CuSO4和FeS2,故答案为:Cu2S;CuSO4和FeS2;
(3)石膏(CaS04•2H20),在1400℃时能分解生成CaO,水蒸气和另外两种气体,其中一种气体可使品红溶液褪色,说明生成的气体是SO2和O2,反应方程式为:
2CaSO4•2H2O$\frac{\underline{\;1400℃\;}}{\;}$2CaO+2SO2↑+O2↑+4H2O↑,故答案为:2CaSO4•2H2O$\frac{\underline{\;1400℃\;}}{\;}$2CaO+2SO2↑+O2↑+4H2O↑;
(4)ZnS转化为CuS的离子方程式为:ZnS(s)+Cu2+(aq)?Zn2+(aq)+CuS(s),故答案为:ZnS(s)+Cu2+(aq)?Zn2+(aq)+CuS(s);
(5)放电时,负极反应为:LixC6-xe-═6C+xLi+,正极Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2,总电池反应方程式为:Li1-xCoO2+LixC6═6C+LiCoO2,
故答案为:Li1-xCoO2+LixC6═6C+LiCoO2.

点评 本题考查较为综合,为高频考点,侧重于学生的分析、计算能力的考查,题目涉及核素的表示方法、氧化还原反应方程式书写以及氧化剂的判断、沉淀的转化、电极反应式以及电池反应方程式书写,题目难度大.

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