【题目】铜及其化合物在工业、农业、科技和日常生活中有广泛应用。
(1)工业上利用辉铜矿(主要成分是Cu2S)冶炼铜。为了测定辉铜矿样品的纯度,用酸性高锰酸钾溶液反应,所得溶液加入Ba(NO3)2有白色沉淀生成。写出辉铜矿与高锰酸钾反应的离子方程式 。
(2)工业上利用废铜屑、废酸(含硝酸、硫酸)为主要原料制备硫酸铜晶体。某含有c(HNO3)=2 mol/L,c(H2SO4)=4 mol/L的废酸混合液100 mL(不使用其它酸或氧化剂),最多能制备硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)的质量为 。
(3)现有一块含有铜绿〔Cu2(OH)2CO3〕的铜片(假设不含其它杂质)在空气中灼烧至完全反应,经测定,反应前后固体的质量相同。
①固态铜与适量氧气反应,能量变化如下图所示,写出固态铜与氧气反应生成1 mol固态氧化亚铜的热化学方程式 。
②上述铜片中铜的生锈率为 (金属生锈率=)。(结果保留到整数)
(4)自然界中各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后转化为硫酸铜溶液,并向深部渗透,遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS),慢慢地转变为铜蓝(CuS)。
①硫化铜与氧气在淋滤作用下生成硫酸铜等,该过程的化学方程式为 。②写出渗透到地下深层的硫酸铜溶液遇到闪锌矿发生反应的离子方程式 ,请用简短的语言解释该反应发生的原理
【答案】(1)Cu2S+2MnO4-+8H+=2Cu2++SO42-+2Mn2++4H2O(2)75g
(3)①2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s)△H=-kJ/mol②34%
(4)①CuS+2O2CuSO4②Cu2++ZnS=CuS+Zn2+在一定条件下,溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物(或在相同条件下,由于KSP(CuS)小于KSP(ZnS),故反应可以发生)。
【解析】
试题分析:(1)为了测定辉铜矿样品的纯度,用酸性高锰酸钾溶液反应,所得溶液加入Ba(NO3)2有白色沉淀生成,这说明反应中有硫酸根生成,则辉铜矿与高锰酸钾反应的离子方程式为Cu2S+2MnO4-+8H+=2Cu2++SO42-+2Mn2++4H2O。
(2)含有c(HNO3)=2 mol/L,c(H2SO4)=4 mol/L的废酸混合液100 mL中氢离子的物质的量是1mol,硝酸根是0.2mol,则根据方程式3Cu+2NO32-+8H+=3Cu2++4H2O+2NO↑可知反应氢离子过量,0.2mol硝酸根能氧化0.3mol铜,所以最多生成0.3mol硫酸铜,则最多能制备硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)的质量为0.3mol×250g/mol=75g。
(3)①根据图形可知固态铜与氧气反应生成1 mol固态氧化亚铜时放出的热量是kJ,所以该反应的热化学方程式为2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s)△H=-
kJ/mol。
②现有一块含有铜绿〔Cu2(OH)2CO3〕的铜片(假设不含其它杂质)在空气中灼烧至完全反应,经测定,反应前后固体的质量相同,这说明反应后生成的氧化铜与反应前固体的质量相等。假设混合物中铜的物质的量是xmol,铜绿的物质的量是ymol,则64x+222y=(x+2y)×80,解得x:y=31:8,则上述铜片中铜的生锈率为。
(4)①硫化铜与氧气在淋滤作用下生成硫酸铜等,该反应的化学方程式为CuS+2O2 CuSO4。②在一定条件下,溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物,所以硫酸铜能与氯化锌反应生成硫化铜沉淀,则渗透到地下深层的硫酸铜溶液遇到闪锌矿发生反应的离子方程式为Cu2++ZnS=CuS+Zn2+。
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【题目】捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。
在海洋碳循环中,通过右图所示的途径固碳。
①写出钙化作用的离子方程式:______ ______________。
②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O。 用18O标记光合作用的化学方程式如下,将其补充完整。
__________+__________ (CH2O)x+x18O2+ xH2O)
(2)工业上常用高浓度K2CO3溶液吸收CO2得到溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,并将CO2富集,其装置如下图。在阳极区发生的反应包括_________和H++HCO3-=H2O+CO2↑。简述CO32-在阴极区再生的原理:______________。
(3)将上述富集的CO2和甲烷重整制合成气(CO和H2)是CO2资源化利用的有效途径。合成气用干制备甲醇的反应为:2H2(g) +CO (g) CH3OH(g) △H=-90.l kJ/mol
在T℃时,容积相同的甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下表。
根据上表信息填空(填写“>”“< ”或“=”):
2c1_________c3;②|x|+|y|___________90.1;
③2p2_________p3;④α1+α2_________1
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【题目】下表是元素周期表的一部分,按要求填空(均填元素符号或化学式):
周期 族 | IA | IIA | IIIA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0 |
2 | ① | ② | ③ | |||||
3 | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ⑨ | ||
4 | ⑩ |
(1)⑧位于元素周期表中第_______周期第_______ 族。
(2)在这些元素中,最活泼的非金属元素是______(填元素符号);元素的最高价氧化物对应水化物中,碱性最强的是______(填化学式)。
(3)④的单质和②的单质在点燃条件下生成物的电子式是_______;⑨的气态氢化物和溴化氢相比,较稳定的是___________(写化学式)。
(4)⑥与⑨形成的化合物和水反应,生成一种弱酸和一种强酸,该反应的化学方程式是________________。
(5)元素①的气态氢化物与其最高价氧化物的水化物反应的化学方程式_________________。
(6)⑨的单质与⑩的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为___________________
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【题目】某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H,2O
(1)装置①中发生反应的离子方程式是_______________________________________________________;
(2)装置②的目的是____________________,发生反应的化学方程式是____________________________________;
(3)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中盛放的药品依次是____________;
(4)实验的具体操作是:先检验装置的气密性,再加入药品,然后____________________,__________________
(此操作的目的是_______________________________________________),最后滴加浓硝酸;
(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是________________________________________________________。
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【题目】I.工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ·mol-1
将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如下图所示(实线)。图中数据a(1,6)表示:在1 min时H2的物质的量是6 mol。
(1)a点正反应速率 (填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。计算其化学平衡常数K=
(2)下列时间段平均反应速率最大的是
A.O~1 min B.1~3 min C.3~8 min D.8~11 min
(3)仅改变某一实验条件再进行两次实验测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。曲线I对应的实验条件改变是 ,曲线Ⅱ对应的实验条件改变是 。
(4)锰酸锂、钛酸锂都是绿色环保新型能源材料,可以用MnO2为原料制取锰酸锂。
①以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液可制备MnO2,则阳极的电极反应式为 。
②MnO2是碱性锌锰电池的正极材料.碱性锌锰电池放电时,正极的电极反应式为 。
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【题目】反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) △H1=a kJ/mol;
②CO(g)+1/2O2(g)CO2(g) △H2=b kJ/mol
测得在不同温度下,反应①的平衡常数K值随温度的变化如下:
(1)若500℃时进行反应①,CO2起始浓度为2 mol·L-1,CO的平衡浓度为__________。
(2)反应①中的a______0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)700℃反应①达到平衡,要使该平衡正向移动,其他条件不变时,可以采取的措施有_______(填序号)
A.缩小反应器体积 B.通入CO2
C.升高温度到900℃ D.使用合适的催化剂
(4)下列图像符合反应①的是____(填序号)(图中v是速率、为混合物中CO含量,T为温度且T1> T2)
(5)2Fe(s)+O2(g)2FeO(s) △H3,该反应的△H3=____________kJ/mol。(用含a、b的代数式表示)
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【题目】将某溶液逐滴加入Fe(OH)3溶胶内,开始产生沉淀,继续滴加时沉淀又溶解,该溶液是( )
A.2 mol·L-1NaOH溶液
B.2 mol·L-1H2SO4溶液
C.2 mol·L-1MgSO4溶液
D.FeCl3溶液
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【题目】某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系,设计了如图装置来一次性完成碳族元素中C与Si的非金属性强弱比较的实验研究;乙同学设计了如图装置来验证卤族元素性质的递变规律。
据如图回答:
(1)甲同学设计实验的依据是____________________________________。
(2)写出选用的化学试剂:B____________,其作用为___________。
(3)C中反应的离子方程式为____________________________________________。
据如图回答:
乙同学的实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a。
Ⅳ.打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡,静置后CCl4层溶液变为紫红色。
(4)写出B处反应的离子方程式 ___________________________________________。
(5)A中验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是_____________________。
(6)过程Ⅲ实验的目的是_________________________。
(7)综合甲、乙两同学的实验得出的结论是:同主族元素从上到下元素的非金属逐渐减弱,其原因是___________________________________________(试从原子结构角度解释)。
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【题目】配制下列溶液时常需加入少量括号内的物质,其中不是为了抑制离子水解的是
A.NaAlO2(NaOH) B.SnCl2(HCl)
C.FeCl3(HCl) D.FeSO4(Fe)
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