Question

7．物質A～G有如圖所示轉化關系（部分反應物、生成物未列出）．其中A為某金屬礦的主要成分，經(jīng)過一系列反應可得到氣體B和固體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：BSO₂、GCu₂O．
（2）反應②的化學方程式是Cu+2H₂SO₄（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（3）利用電解可提純C物質，現(xiàn)以堿性鋅錳電池為外電源，在該電解反應中電解質溶液是CuSO₄溶液，陽極物質是粗銅．MnO₂是堿性鋅錳電池的正極材料，電池放電時，正極的電極反應式為MnO₂+H₂O+e^-=MnO（OH）+OH^-．
（4）將0.20mol B和0.10mol O₂充入一個固定容積為5L的密閉容器中，在一定溫度并有催化劑存在下，進行反應①，經(jīng)半分鐘后達到平衡，測得容器中含D 0.18mol，則v（O₂）═0.036mol/（L•min）；若溫度不變，繼續(xù)通入0.20mol B和0.10mol O₂，則平衡向正反應方向移動（填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”），再次達到平衡后，0.36mol＜n（D）＜0.4mol．
（5）寫出F→G轉化過程中，甲醛參與反應的化學方程式：HCHO+4Cu（OH）₂→2Cu₂O↓+5H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 根據(jù)題中各物轉化關系，F(xiàn)與甲醛反應生成G為磚紅色沉淀，則G為Cu₂O，用逆向推斷可知，F(xiàn)生成G的反應是醛基的檢驗，所以，F(xiàn)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，符合A為某金屬礦的主要成分，經(jīng)過一系列反應可得到氣體B和固體C的條件，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） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，根據(jù)電解池和原電池原理分析和書寫電極反應式，根據(jù)反應速率概念計算反應速率，根據(jù)影響平衡移動的因素判斷平衡移動方向，甲醛與新制氫氧化銅發(fā)生氧化還原反應，據(jù)此答題．

解答 解：根據(jù)題中各物轉化關系，F(xiàn)與甲醛反應生成G為磚紅色沉淀，則G為Cu₂O，用逆向推斷可知，F(xiàn)生成G的反應是醛基的檢驗，所以，F(xiàn)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，符合A為某金屬礦的主要成分，經(jīng)過一系列反應可得到氣體B和固體C的條件，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） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，根據(jù)電解池和原電池原理分析和書寫電極反應式，根據(jù)反應速率概念計算反應速率，根據(jù)影響平衡移動的因素判斷平衡移動方向，甲醛與新制氫氧化銅發(fā)生氧化還原反應，
（1）根據(jù)上面的分析可知，B為SO₂，G為Cu₂O，
故答案為：SO₂；Cu₂O；  
（2）反應②的化學方程式是 Cu+2H₂SO₄（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（3）用電解法提純金屬銅的方法是將粗銅作為電解池的陽極，精銅作為電解池的陰極，一般用CuSO₄溶液作電解質溶液；MnO₂是堿性鋅錳電池的正極材料，電池放電時，正極是二氧化錳得到電子，則電極反應式為：MnO₂+H₂O+e^-=MnO（OH）+OH^-，
故答案為：CuSO₄溶液；粗銅；MnO₂+H₂O+e^-=MnO（OH）+OH^-；
（4）在一個固定容積為2L的密閉容器中充入0.20mol的SO₂和0.10mol的O₂，半分鐘后達到平衡，測得容器中含SO₃為0.18mol，v（SO₃）=$\frac{\frac{0.18mol}{5L}}{0.5min}$=0.072mol/（L•min），速率之比等于化學計量數(shù)之比，故v（O₂ ）=$\frac{1}{2}$v（SO₃）=$\frac{1}{2}$×0.072mol/（L•min）=0.036mol/（L•min）；
若繼續(xù)通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，壓強增強，平衡向正反應移動，反應轉化率增大，再次達到新平衡后，SO₃的物質的量大于0.18mol×2=0.36mol，若0.4molSO₂與0.2molO₂完全反應，可以生成0.4molSO₃，反應物不能完全轉化，故達SO₃小于0.4mol，即SO₃的物質的量介于0.36mol和0.40mol之間；
故答案為：0.036；向正反應方向；0.36；0.4；
（5）F為CuSO₄，G為Cu₂O，F(xiàn)→G轉化過程中，甲醛參與反應的化學方程式為：HCHO+4Cu（OH）₂→2Cu₂O↓+5H₂O+CO₂↑，故答案為：HCHO+4Cu（OH）₂→2Cu₂O↓+5H₂O+CO₂↑．

點評 本題考查了物質轉化關系和物質性質的應用、化學反應速率的計算和平衡移動的判斷、電化學原理的應用等，本題考查較為綜合，題目難度較大，注意根據(jù)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．