Question

7．物質(zhì)A～G有如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分反應(yīng)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(yīng)可得到氣體B和固體C．單質(zhì)C可與E的濃溶液發(fā)生反應(yīng)，G為磚紅色沉淀．

請回答下列問題：
（1）寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：BSO₂、GCu₂O．
（2）反應(yīng)②的化學(xué)方程式是Cu+2H₂SO₄（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（3）利用電解可提純C物質(zhì)，現(xiàn)以堿性鋅錳電池為外電源，在該電解反應(yīng)中電解質(zhì)溶液是CuSO₄溶液，陽極物質(zhì)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(yīng)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(jìn)行反應(yīng)①，經(jīng)半分鐘后達(dá)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(yīng)方向移動（填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”），再次達(dá)到平衡后，0.36mol＜n（D）＜0.4mol．
（5）寫出F→G轉(zhuǎn)化過程中，甲醛參與反應(yīng)的化學(xué)方程式：HCHO+4Cu（OH）₂→2Cu₂O↓+5H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 根據(jù)題中各物轉(zhuǎn)化關(guān)系，F(xiàn)與甲醛反應(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)化需用催化劑，可判定B為SO₂，D為SO₃，E為H₂SO₄，A應(yīng)為Cu₂S，符合A為某金屬礦的主要成分，經(jīng)過一系列反應(yīng)可得到氣體B和固體C的條件，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，根據(jù)電解池和原電池原理分析和書寫電極反應(yīng)式，根據(jù)反應(yīng)速率概念計算反應(yīng)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(yīng)，據(jù)此答題．

解答 解：根據(jù)題中各物轉(zhuǎn)化關(guān)系，F(xiàn)與甲醛反應(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)化需用催化劑，可判定B為SO₂，D為SO₃，E為H₂SO₄，A應(yīng)為Cu₂S，符合A為某金屬礦的主要成分，經(jīng)過一系列反應(yīng)可得到氣體B和固體C的條件，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，根據(jù)電解池和原電池原理分析和書寫電極反應(yīng)式，根據(jù)反應(yīng)速率概念計算反應(yīng)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(yīng)，
（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(yīng)②的化學(xué)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(zhì)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(yīng)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(dá)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(xué)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(yīng)移動，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率增大，再次達(dá)到新平衡后，SO₃的物質(zhì)的量大于0.18mol×2=0.36mol，若0.4molSO₂與0.2molO₂完全反應(yīng)，可以生成0.4molSO₃，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，故達(dá)SO₃小于0.4mol，即SO₃的物質(zhì)的量介于0.36mol和0.40mol之間；
故答案為：0.036；向正反應(yīng)方向；0.36；0.4；
（5）F為CuSO₄，G為Cu₂O，F(xiàn)→G轉(zhuǎn)化過程中，甲醛參與反應(yīng)的化學(xué)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(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系和物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用、化學(xué)反應(yīng)速率的計算和平衡移動的判斷、電化學(xué)原理的應(yīng)用等，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)．