Question

10．銅及其化合物在工業(yè)、農業(yè)、科技和日常生活中有廣泛應用．
（1）工業(yè)上利用輝銅礦（主要成分是Cu₂S）冶煉銅．為了測定輝銅礦樣品的純度，用酸性高錳酸鉀溶液反應，請完成下列離子方程式：□CuS+□MnO₄^-+□H⁺→□Cu²⁺+□SO₄^2-+□Mn²⁺+□H₂O

（2）現(xiàn)有一塊含有銅綠[Cu₂（OH）₂CO₃]的銅片（假設不含其它雜質）在空氣中灼燒至完全反應，經測定，反應前后固體的質量相同．
①固態(tài)銅與適量氧氣反應，能量變化如右圖所示，寫出固態(tài)銅與氧氣反應生成1mol固態(tài)氧化亞銅的熱化學方程式，2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Cu₂O（s）△H=$\frac{a-b}{2}$kJ•mol^-1
②上述銅片中銅的生銹率為34%（金屬生銹率=$\frac{已生銹的金屬質量}{金屬的總質量}$×100%）

Answer 1

分析 （1）輝銅礦（主要成分是Cu₂S）冶煉銅，和酸性高錳酸鉀溶液反應生成銅離子，硫酸根離子，高錳酸根離子被還原為錳離子，結合原則守恒和電荷守恒配平書寫；
（2）①依據(jù)圖象書寫反應過程中的熱化學方程式，結合個數(shù)定量計算所需熱化學方程式；
②依據(jù)化學方程式灼燒后質量不變，反應的氧氣和生成的二氧化碳和水的質量相同，結合金屬生銹率=$\frac{已生銹的金屬質量}{金屬的總質量}$×100%，計算得到．

解答 解：（1）輝銅礦（主要成分是Cu₂S）冶煉銅，和酸性高錳酸鉀溶液反應生成銅離子，硫酸根離子，高錳酸根離子被還原為錳離子，銅元素化合價+1價變化為+2價，硫元素-2價變化為+6價，錳元素化合價+7價變化為+2價，依據(jù)電子守恒和原子守恒配平書寫得到反應的離子方程式為：Cu₂S+2MnO₄^-+8H⁺=2Cu²⁺+SO₄^2-+2Mn²⁺+4H₂O；
故答案為：1，2，8，2，1，2，4；
（2）①依據(jù)圖象分析書寫熱化學方程式：①2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=2CuO（s）△H=-$\frac{a}{2}$KJ/mol，②2Cu₂O（s）+O₂（g）=4CuO（s）△H=-bKJ/mol；
依據(jù)蓋斯定律計算（①×2-②）×$\frac{1}{2}$得到2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Cu₂O（s）△H=-（$\frac{a-b}{2}$）kJ•mol^-1；
故答案為：2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Cu₂O（s）△H=-（$\frac{a-b}{2}$）kJ•mol^-1；
②含有銅綠的銅片（假設不含其它雜質）在空氣中灼燒至完全反應，經測定，反應前后固體的質量相同，說明反應的氧氣質量和生成的二氧化碳、水蒸氣的質量相同計算得到，設銅綠中銅物質的量為x，銅綠物質的量為y，
2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，
x 0.5x
Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+CO₂+H₂O
y y y
0.5x×32=18y+44y
x：y=31：8
依據(jù)元素守恒計算，金屬生銹率=$\frac{已生銹的金屬質量}{金屬的總質量}$×100%=$\frac{2y+64}{（2y+x）×64}$×100%=$\frac{2×\frac{8}{31}x×64}{（2×\frac{8}{31}x+x）×64}$×100%=34%；
故答案為：34%．

點評 本題考查了銅及其化合物性質分析判斷，化學方程式計算應用，沉淀轉化原理的應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．