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11.铜是人类生产生活中应用较为广泛的一种金属材料,请回答下列有关铜及其化合物的问题:

Ⅰ.铜冶金技术以火法冶炼为主,火法炼铜的工艺流程如图1:
已知:反应①:2Cu2S(g)+3O2(g)═2Cu2O(g)+2SO2(g)△H=-768.2kJ•mol-1
反应②:2Cu2O(g)+Cu2S(g)═6Cu(g)+SO2(g)△H=+116.0kJ•mol-1
(1)在反应②中,毎生成标况下,11.2LSO2转移电子为3mol.
(2)请写出Cu2S被O2氧化生成Cu和SO2的热化学方程式3Cu2S(g)+3O2(g)=6Cu(g)+3SO2(g),△H=-652.2kJ/mol.
Ⅱ.某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到沉淀,并将沉淀过滤、洗涤、干燥,三位同学就沉淀的组成提出了各自的观点:
甲同学认为两者反应只有CuCO3一种沉淀生成;
乙同学认为这两者相互促进水解反应,生成Cu(OH)2一种沉淀;
丙同学认为生成CuCO3和Cu(OH)2两种沉淀.
为探究沉淀的组成,该小组同学取适量实验所得沉淀物,用以上仪器组装成了一套实验装置如图2.请回答下列问题:
(1)各装置连接顺序为A→C→B.
(2)若甲同学的结论正确,实验现象为C中固体不变色、B中溶液变浑浊.
(3)若丙同学的观点正确,可通过下列所示装置如图3的连接,进行定量缝隙来测定其组成.
①仪器组装好首先要进行的实验操作是检验装置气密性.
②若沉淀样品的质量为mg,当反应完全后,装置C质量增加了ng,则沉淀中CuCO3的质量分数为$\frac{9m-49n}{9m}×100%$(用含m和n的代数式表达).
(4)沉淀转化在生产中也有重要应用,例如,用Na2CO3溶液可以将铜炉水垢这的CaSO4转化为较疏松且清除的CaCO3,该沉淀转化达到平衡时,其平衡常数K=3.25×10-5(写具体数值),
【已知Ksp(CaSO4)=9.1×10-4,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9】
(5)蓝铜矿的主要成分为2CuCO3•Cu(OH)2,当它与焦炭一起加热时,可以生成铜,二氧化碳和水,写出该反应的化学方程式2[2CuCO3•Cu(OH)2]+3C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$6Cu+7CO2↑+2H2O.

分析 I.(1)在反应②2Cu2O(g)+Cu2S(g)═6Cu(g)+SO2(g)△H=+116.0kJ•mol-1中,每生成1mol二氧化硫,转移电子的物质的量=1mol×[4-(-2)]=6mol,根据二氧化硫和转移电子的物质的量关系计算;
(2)反应①:2Cu2S(g)+3O2(g)═2Cu2O(g)+2SO2(g)△H=-768.2kJ•mol-1
反应②:2Cu2O(g)+Cu2S(g)═6Cu(g)+SO2(g)△H=+116.0kJ•mol-1
将方程式①+②得3Cu2S(g)+3O2(g)=6Cu(g)+3SO2(g),反应热进行相应的改变;
II.(1)加热Cu(OH)2生成H2O,加热CuCO3生成CO2,水能使无水硫酸铜变蓝色,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以用无水硫酸铜检验水,用澄清石灰水检验二氧化碳;
(2)如果甲正确,说明生成的气体中含有二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,无水硫酸铜不变色;
(3)如果丙正确,则生成的气体中含有二氧化碳和水;
①有连接的装置在实验前必须检验装置气密性;
②装置C是浓硫酸,能吸收水分,C中质量增加量为水的质量,根据H原子守恒计算氢氧化铜质量,从而确定碳酸铜质量,根据质量分数公式计算碳酸铜质量分数;
(4)CaSO4和碳酸钠反应转化为CaCO3的离子方程式为:CaSO4(s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq),其平衡常数K=$\frac{c(S{{O}_{4}}^{2-})}{c(C{{O}_{3}}^{2-})}$=$\frac{{K}_{sp}(CaS{O}_{4})}{{K}_{sp}(CaC{O}_{3})}$;
(5)根据反应物和生成物书写方程式.

解答 解:I.(1)在反应②2Cu2O(g)+Cu2S(g)═6Cu(g)+SO2(g)△H=+116.0kJ•mol-1中,每生成1mol二氧化硫,转移电子的物质的量=1mol×[4-(-2)]=6mol,n(SO2)=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol,则每生成0.5mol二氧化硫转移电子3mol,故答案为:3;
(2)反应①:2Cu2S(g)+3O2(g)═2Cu2O(g)+2SO2(g)△H=-768.2kJ•mol-1
反应②:2Cu2O(g)+Cu2S(g)═6Cu(g)+SO2(g)△H=+116.0kJ•mol-1
将方程式①+②得3Cu2S(g)+3O2(g)=6Cu(g)+3SO2(g),△H=(-768.2kJ•mol-1
)+(+116.0kJ•mol-1)=-652.2kJ/mol,
故答案为:3Cu2S(g)+3O2(g)=6Cu(g)+3SO2(g),△H=-652.2kJ/mol;
II.(1)加热Cu(OH)2生成H2O,加热CuCO3生成CO2,水能使无水硫酸铜变蓝色,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以用无水硫酸铜检验水,用澄清石灰水检验二氧化碳,因为澄清石灰水中含有水分,所以应该先检验水后检验二氧化碳,则实验仪器连接顺序是A、C、B,故答案为:A;C;B;
(2)如果甲正确,说明生成的气体中含有二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,因为没有水,所以无水硫酸铜不变色,则看到的现象是C中固体不变色、B中溶液变浑浊,故答案为:C中固体不变色、B中溶液变浑浊;
(3)如果丙正确,则生成的气体中含有二氧化碳和水;
①有连接的装置在实验前必须检验装置气密性,故答案为:检验装置气密性;
②装置C是浓硫酸,能吸收水分,C中质量增加量为水的质量,m(H2O)=ng,n(H2O)=$\frac{ng}{18g/mol}=\frac{n}{18}$mol,根据H原子守恒得n[Cu(OH)2]=n(H2O)=$\frac{ng}{18g/mol}=\frac{n}{18}$mol,则m[Cu(OH)2]=$\frac{n}{18}$mol×98g/mol=$\frac{49n}{9}$g,
m(CuCO3)=(m-$\frac{49n}{9}$)g,碳酸铜质量分数=$\frac{(m-\frac{49n}{9})g}{mg}×100%$=$\frac{9m-49n}{9m}×100%$,
故答案为:$\frac{9m-49n}{9m}×100%$;
(4)CaSO4和碳酸钠反应转化为CaCO3的离子方程式为:CaSO4(s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq),其平衡常数K=$\frac{c(S{{O}_{4}}^{2-})}{c(C{{O}_{3}}^{2-})}$=$\frac{{K}_{sp}(CaS{O}_{4})}{{K}_{sp}(CaC{O}_{3})}$=$\frac{9.1×1{0}^{-4}}{2.8×1{0}^{-9}}$=3.25×10-5,
故答案为:3.25×10-5;
(5)根据反应物和生成物书写方程式为2[2CuCO3•Cu(OH)2]+3C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$6Cu+7CO2↑+2H2O,
故答案为:2[2CuCO3•Cu(OH)2]+3C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$6Cu+7CO2↑+2H2O.

点评 本题以Cu及其化合物为载体考查物质成分检验、物质性质检验等知识点,综合性较强,为高频考点,涉及方程式的书写、平衡常数计算、方程式的计算、盖斯定律、实验设计等知识点,明确实验原理、物质性质、化学反应原理是解本题关键,难点是实验设计,知道每个仪器的作用及可能发生的反应、反应现象,侧重考查学生实验操作、实验设计能力,题目难度中等.

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Ⅰ.R-CH2OH$\stackrel{KMnO_{2}/H+}{→}$R-COOH(R表示饱和烃基).
△
Ⅱ.R1-OH+R2-OH$→_{△}^{浓硫酸}$R1-O-R2+H2O (R1、R2 表示烃基)
Ⅲ.(R1~R4表示烃基)
(1)B的结构简式是.
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2.实现下列变化时,需要克服相同类型作用力的是(  )
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6.在标准状况下,气体摩尔体积约为22.4L/mol,则标准状况下1.5molH2的体积约为(  )
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