利用化学反应原理研究碳、硫及其化合物的性质具有重要意义。（1）工业上用炭还原辉铜矿(主要成...

利用化学反应原理研究碳、硫及其化合物的性质具有重要意义。

（1）工业上用炭还原辉铜矿(主要成分是Cu2S) ,可制取金属铜。

己知反应的热化学方程式如下:

C(s)+S2(g)=CS2(g)　　 △H1=150 kJ/mol

Cu2S(s)+H2(g)=2Cu(s)+H2S(g)　 △H2=59.5kJ/mol

2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)　　　 △H3 =170kJ/mol

通过计算,可知用炭还原Cu2S 制取金属铜和CS2(g) 的热化学方程式为_________。

（2）为研究反应2H2S(g)2H2(g) +S2(g)对上述工业过程的影响,兴趣小组进行如下探究:

①向三个体积均为1L的恒容密闭容器中分别加入1molH2S,进行H2S分解实验。不同温度下测得H2S 的转化率与时间的关系如下图所示:

T1温度下,0～5min S2(g)的平均反应速率v(S2)= _____mol.L-1.min-1,反应平衡常数K=_____mol.L-1。温度T1、T2、T3 由高到低的顺序是________。

②T4 温度时,向1L的恒容密闭容器中加入1.8molH2(g)、1.2molS2(g),达到平衡后测得S2(g)和H2S(g)的浓度相等，则T4______ T1 (填“<”、“=”或“>”)。

（3）T℃时，向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH 溶液，所得溶液中三种微粒H2C2O4、HC2O4-、C2O42- 的物质的量分数(δ) 与pH的关系如下图所示:

①草酸的电离常数分别为K1与K2,则=______。

②按投料比n(Na2C2O4):n(NaHC2O4)=2:1配成溶液，下列有关该溶液的叙述正确的是____(填序号)。

A. 该溶液的pH为4.2

B. 3c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-)

C. 3c(Na+)=5[c(HC2O4-)+c(C2O42-) +c(H2C2O4)]

D. 3c(OH-)+c(C2O42-)=3c(H+)+2c(HC2O4-)+5c(H2C2O4)

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（6分）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，请完成下列离子方程式：

Cu2S+MnO4-+H+Cu2++SO42-+Mn2++H2O

（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。①固态铜与适量氧气反应，能量变化如图所示，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

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研究非金属元素及其化合物的性质具有重要意义。

Ⅰ. 含硫物质燃烧会产生大量烟气，主要成分是SO2、CO2、N2、O2 。某研究性学习小组在实验室利用装置测定烟气中SO2的体积分数。

（1）将部分烟气缓慢通过C、D装置，其中C、D中盛有的药品分别是_______、________。（填序号）

①KMnO4溶液  ②饱和NaHSO3溶液  ③饱和Na2CO3溶液 ④饱和NaHCO3溶液

（2）若烟气的流速为amL/min，若t1分钟后，测得量筒内液体体积为VmL，则SO2的体积分数___________。

II.某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3＋的氧化性强弱，设计如下实验：

（3）检查装置A的气密性：_________________，向分液漏斗中注水，若水不能顺利滴下，则气密性良好。

（4）整套实验装置存在一处明显的不足，请指出：___________________________。

（5）用改正后的装置进行实验，实验过程如下：

（6）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。

D装置中：红色慢慢褪去。

E装置中：CCl4层先由无色变为橙色，后颜色逐渐加深，直至变成红色。

为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：

Ⅰ.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性：Cl2>(SCN)2。

Ⅱ.Cl2和Br2反应生成BrCl，它呈红色(略带黄色)，沸点约5 ℃，与水发生水解反应。

Ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。

Ⅰ.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性：Cl2>(SCN)2。

Ⅱ.Cl2和Br2反应生成BrCl，它呈红色(略带黄色)，沸点约5 ℃，与水发生水解反应。

Ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。

①请用平衡移动原理(结合化学用语)解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因：________________________；可设计简单实验证明上述解释：取少量褪色后的溶液，滴加_____________，若______________，则上述解释合理。

②欲探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因：_________________________________。

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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　　　　　　　　 　　　　　　

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（14分）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　　　 　 　　 〔M(CuSO4·5H2O)=250〕.

（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　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　　　 。

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氮的化合物既是重要的工业原料，也是主要的大气污染来源，研究氮的化合物的反应具有重要意义。

(Ⅰ)消除氮氧化物有多种方法。

(1)NH3 催化还原法：原理如图所示

①若烟气中 c(NO2)：c(NO)=1∶1，发生如图甲所示的脱氮反应时，反应过程中转移1.5mol电子时放出的热量为 113.8 kJ，则发生该脱氮反应的热化学方程式为___________。

②图乙是在一定时间内，使用不同催化剂 Mn 和 Cr 在不同温度下对应的脱氮率，由图可知工业使用的最佳催化剂和相应温度分别为_________；使用 Mn 作催化剂时，脱氮率 b～a 段呈现如图变化的可能原因是__________。

(2)直接电解吸收也是脱硝的一种方法。用6％的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸，再将吸收液导入电解槽电解，使之转化为硝酸。电解装置如右下图所示。阳极的电极反应式为__________。

(Ⅱ)氨是重要的化工原料，工业合成氨有重要现实意义。

(1)在773K时，分别将2.00 mol N2和6.00 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中发生反应生成NH3，气体混合物中c(N2)、c(H2)、c(NH3)与反应时间(t)的关系如图所示。

①下列能说明反应达到平衡状态的是____(选填字母)。

a．v正(N2)=3v逆(H2)　　 　　　　　　 b．体系压强不变　　　

c．气体平均相对分子质量不变　　 d．气体密度不变

②在此温度下，若起始充入4.00mol N2和12.00mol H2，则反应刚达到平衡时，表示 c(H2)～t的曲线上相应的点为 ___(选填字母)。

(2)在373 K时，向体积为2L的恒容真空容器中充入0.40mol NO2，发生如下反应：2NO2(g)⇌N2O4(g)　 ∆H=-56.9kJ‧mol-1，测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表：

①计算0～20min时，v(N2O4)=____________。

②已知该反应v正(NO2)=k1‧c2(NO2)，v逆(N2O4)=k2‧c(N2O4)，其中k1、k2为速率常数，则373K时，=_________；改变温度至T1时，k1=k2，则T1_______373K(填“＞”“＜”或“=”)。

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铜、铁及其化合物在工业、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(已知1 molCu2S失去10mol的电子)，写出该反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（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—1，c(H2SO4)=4 mol·L—1的废酸混合液100 mL（不含其它酸或氧化剂），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。（已知：金属生锈率=）

①上述铜片中铜的生锈率为　　　　　　　　　　　 （结果保留2位有效数字）

②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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）高铁酸盐在能源环保等领域有广泛用途，如高铁酸钾(K2FeO4) 因有强氧化性，能杀菌消毒，产生Fe(OH)3有吸附性，是一种新型净水剂，用如下图所示的装置可以制取少量的高铁酸钾。

（已知爱迪生蓄电池的反应式为：）

①爱迪生蓄电池的负极材料是　　　　　　　　　　　　　　　

②写出制取高铁酸钾阳极的电极反应式　　　　　　　　　　　　　　　

③当生成19.8g的K2FeO4时，隔膜两侧电解液的质量变化差(△m右一△m左)为_　　　　　　　　　 g。

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(16分) 研究发现铜具有独特的杀菌功能, 能较好地抑制病菌的生长。现有工业上由辉铜矿石(主要成分Cu2S)的冶炼铜两种方案：

Ⅰ 火法炼铜在1200℃发生的主要反应为:

①2Cu2S+3O2＝2Cu2O+2SO2　　　　　　 ②2Cu2O+Cu2S＝ 6Cu+SO2↑

此方案的尾气可以用表中方法处理

Ⅱ“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石，例如溶液中亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿(主要成分FeS2)氧化为Fe2(SO4)3，并使溶液酸性增强；利用Fe2(SO4)3作氧化剂溶解辉铜矿石，溶液酸性又进一步增强，过滤未溶解完的辉铜矿石，在滤液中加入足量的铁屑，待反应完全后过滤出铜和剩余的铁屑，得溶液Xml（设整个过程中其它杂质不参与反应，不考虑溶液离子水解）。其流程如图：

（1）Ⅱ相对于Ⅰ的优点是______________________________。(说一点即可)

（2）Ⅰ中反应2Cu2O+Cu2S＝ 6Cu+SO2↑氧化剂是________

（3）已知CO的燃烧热283. 0 kJ·mol-1，写出S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)的热化学方程式___________。

（4）若用Ⅰ中方法2吸收尾气，则开始时阳极的电极反应式为________________。

（5）写出Ⅱ中黄铁矿氧化过程的化学反应方程式______________________________

（6）假设Ⅱ中每一步都完全反应，消耗掉标况下空气5×22.4VL（氧气体积分数为20%），则所得c(Fe2+)=________________（可以写表达式）。

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(16分)运用化学原理知识研究化学对于人类的生产生活、科研意义重大。

（1）工业上以黄铜矿(主要成分：CuFeS2，其中S为-2价)为原料，采用火法熔炼工艺生产粗铜。CuFeS2中Fe的化合价为_____，熔炼过程中所得炉渣的主要成分有FeO、Fe2O3、SiO2，Al2O3等，若要利用炉渣制取铁红，下列实验操作不需要的是_____(填写字母代号)。

A．溶解　　　　 B．过滤　　　　 C．蒸发结晶　　　　 D．灼烧

（2）Mg(OH)2是水垢的主要成分之一，用氯化铵溶液浸泡：可以溶解Mg(OH)2，请结合平衡移动原理解释其原因_____。

（3）研究发现CuCl2溶液中铜、氯元素的存在形式为Cu(H2O)42+、CuCl42-，电解CuCl2溶液一段时间，阳极产生2.24L(标准状况)黄绿色气体，阴极析出红色物质，试计算该过程中共转移电子____mol，若要使电解质溶液恢复至原浓度，应向电解后的溶液中加入________。

（4）以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为+3价)和H2O2作原料的燃料电池，负极材料采用Pt／C，正极材料采用MnO2。其工作原理如图所示。电池放电时Na+由____(填写“a”或“b”，下同)极区移向___________极区，该电池的负极反应式为__________________________________。

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