Question

20．某金屬礦的主要成分，經(jīng)過一系列反應(yīng)可得到化合物B和C．C可與E的濃溶液發(fā)生反應(yīng)，G為磚紅色Cu₂O沉淀．

（1）寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：BSO₂、EH₂SO₄；
（2）已知1mol/L的B的水溶液中水電離的c（H⁺）為2×10^-13mol/L，則其pH=1.3；．
（3）反應(yīng)②的化學(xué)方程式是Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（4）將0.23mol B和0.11mol氧氣放入容積為1L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)①，在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡，得到0.12mol D，則反應(yīng)的平衡常數(shù)K=23.8L/mol．若溫度不變，再加入0.50mol氧氣后重新達(dá)到平衡，則B的平衡濃度減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“不變”或“減小”），氧氣的轉(zhuǎn)化率降低（填“升高、不變或降低”），D的體積分?jǐn)?shù)減小（填“增大”、“不變”或“減小”）

Answer 1

分析 “G為磚紅色沉淀”是本題的突破口，應(yīng)為Cu₂O，因此此題可以用逆向推斷的方法做，轉(zhuǎn)化關(guān)系中，F(xiàn)生成G的反應(yīng)是醛基的檢驗(yàn)，所以，F(xiàn)為CuSO₄；從B→D→E，可推斷為NO→NO₂→HNO₃或SO₂→SO₃ →H₂SO₄等．因?yàn)锽→D的轉(zhuǎn)化需用催化劑，可判定B為SO₂，D為SO₃，E為H₂SO₄，A應(yīng)為Cu₂S，反應(yīng)②為濃硫酸和銅在加熱條件下的反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2H₂SO₄（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，從平衡移動(dòng)的角度計(jì)算平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，進(jìn)而計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)以及判斷各物質(zhì)的濃度的變化．

解答 解：（1）“G為磚紅色沉淀”是本題的突破口，應(yīng)為Cu₂O，因此此題可以用逆向推斷的方法做．不難看出，F(xiàn)生成G的反應(yīng)是醛基的檢驗(yàn)，所以，F(xiàn)為CuSO₄；從B→D→E，可推斷為NO→NO₂→HNO₃或SO₂→SO₃ →H₂SO₄等．因?yàn)锽→D的轉(zhuǎn)化需用催化劑，可判定B為SO₂，D為SO₃，E為H₂SO₄，A應(yīng)為Cu₂S，C為Cu；
故答案為：SO₂；H₂SO₄；
（2）B為SO₂，對(duì)應(yīng)的溶液呈酸性，1mol/L的B的水溶液中水電離的c（H⁺）為2×10^-13mol/L，則C（OH^-）=2×10^-13mol/L，
溶液中c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{2×1{0}^{-13}}$mol/L=0.05mol/L，
pH=1.3，
故答案為：1.3；
（3）反應(yīng)②為濃硫酸和銅在加熱條件下的反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O； 
（4）依據(jù)化學(xué)方程式：
                              2SO₂+O₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$   2SO₃
起始c（mol/L）               0.23  0.11          0
轉(zhuǎn)化c（mol/L）               0.12  0.06         0.12
第一次 平衡 c（mol/L）       0.11   0.05        0.12
可以求得：K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{c（{O}_{2}）{c}^{2}（S{O}_{2}）}$=$\frac{0.1{2}^{2}}{0.05×0.1{1}^{2}}$=23.8（l/mol）
恒溫、恒容條件下，加入0.50 mol O₂后，根據(jù)勒夏特列原理，平衡右移，SO₂的物質(zhì)的量減少，濃度減小，體積分?jǐn)?shù)減小，O₂本身的轉(zhuǎn)化率降低．設(shè)此時(shí)轉(zhuǎn)化xmol/L的 O₂，
                          2SO₂+O₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$   2SO₃
起始 （mol/L）         0.11    0.05+0.50        0.12
轉(zhuǎn)化 （mol/L）          2x         x              2x
第二次平衡 （mol/L）  0.11-2x    0.55-x       0.12+2x
第一次平衡時(shí)SO₃的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.12}{0.11+0.05+0.12}$=0.429，
只要注意到可逆反應(yīng)中任意物質(zhì)的濃度不可能為零的特點(diǎn)，x的最大極限值為0.055 mol/L，所以第二次平衡時(shí)SO₃的體積分?jǐn)?shù)最大為：$\frac{0.12+2x}{0.11-2x+0.55-x+0.12+2x}$=0.320，
顯然，體積分?jǐn)?shù)減小了．
故答案為：23.8L/mol；減小；降低；減�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系和物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，掌握化學(xué)平衡的計(jì)算應(yīng)用和變化判斷方法．本題考查較為綜合，題目難度較大，注意根據(jù)物質(zhì)的特殊顏色推斷物質(zhì)的可能性，用逆推的方法進(jìn)行推斷，把握常見元素化合物的性質(zhì)．