Question

物質A～G有圖所示轉化關系（部分反應物、生成物沒有列出）．其中A為某金屬礦的主要成分，經過一系列反應可得到B和C．單質C可與E的濃溶液發(fā)生反應，G為磚紅色沉淀．
請回答下列問題：
（1）寫出下列物質的化學式：B______、E______、G______；
（2）利用電解可提純C物質，在該電解反應中陽極物質是______，陰極物質是______，電解質溶液是______；
（3）反應②的化學方程式是______．
（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①，在一定溫度下，反應達到平衡，得到0.12mol D，則反應的平衡常數K=______．若溫度不變，再加入0.50mol氧氣后重新達到平衡，則B的平衡濃度______（填“增大”、“不變”或“減小”），氧氣的轉化率______（填“升高”、“不變”或“降低”），D的體積分數______（填“增大”、“不變”或“減小”）．

Answer 1

解：（1）“G為磚紅色沉淀”是本題的突破口，應為Cu₂O，因此此題可以用逆向推斷的方法做．不難看出，F生成G的反應是醛基的檢驗，所以，F為CuSO₄；從B→D→E，可推斷為NO→NO₂→HNO₃或SO₂→SO₃ →H₂SO₄等．因為B→D的轉化需用催化劑，可判定B為SO₂，D為SO₃，E為H₂SO₄，A應為Cu₂S，C為Cu；
故答案為：SO₂；H₂SO₄；Cu₂O；
（2）利用電解可提純Cu，依據電極精練銅的原理分析，粗銅做陽極，精銅做陰極，含銅離子的溶液做電解質溶液，故答案為：粗銅；精銅；硫酸銅溶液；
（3）反應②為濃硫酸和銅在加熱條件下的反應，反應的化學方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（4）依據化學方程式：
2SO₂+O₂ 2SO₃
起始c（mol/L） 0.23 0.11 0
轉化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===23.8（l/mol）
恒溫、恒容條件下，加入0.50 mol O₂后，根據勒夏特列原理，平衡右移，SO₂的物質的量減少，濃度減小，體積分數減小，O₂本身的轉化率降低．設此時轉化xmol/L的 O₂，
2SO₂+O₂ 2SO₃
起始 （mol/L） 0.11 0.05+0.50 0.12
轉化 （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SO₃的體積分數為：=0.429，
只要注意到可逆反應中任意物質的濃度不可能為零的特點，x的最大極限值為0.055 mol/L，所以第二次平衡時SO₃的體積分數最大為：=0.320，
顯然，體積分數減小了．
故答案為：23.8L/mol；減小；降低；減�。�
分析：“G為磚紅色沉淀”是本題的突破口，應為Cu₂O，因此此題可以用逆向推斷的方法做，轉化關系中，F生成G的反應是醛基的檢驗，所以，F為CuSO₄；從B→D→E，可推斷為NO→NO₂→HNO₃或SO₂→SO₃ →H₂SO₄等．因為B→D的轉化需用催化劑，可判定B為SO₂，D為SO₃，E為H₂SO₄，A應為Cu₂S，反應②為濃硫酸和銅在加熱條件下的反應，反應的化學方程式為Cu+2H₂SO₄（濃） CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，從平衡移動的角度計算平衡時各物質的濃度，進而計算化學平衡常數以及判斷各物質的濃度的變化．
點評：本題考查了物質轉化關系和物質性質的應用，掌握化學平衡的計算應用和變化判斷方法．本題考查較為綜合，題目難度較大，注意根據物質的特殊顏色推斷物質的可能性，用逆推的方法進行推斷，把握常見元素化合物的性質．