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    某实验小组用工业废弃固体（主要成分为Cu2S和Fe2O3）制备有关物质，整个流程如下图所示。请回答：

    （1）气体a的化学式为                   。

    （2）溶液B加入硫酸酸化后再加入适宜氧化剂X得到溶液C，写出该反应的离子方程式          。

    （3）制备硫酸铜溶液。常温下，O2、铜粉和稀硫酸三者在一起，几乎不反应，当加入溶液D后，随即生成硫酸铜。经理阅资料发现FeSO4对铜的氧化起催化作用。

    A.第一步反应的离子方程式为：4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O，则第二步反应的郭子方程式为      。

    B.⑦操作中，配制Fe2(SO4)3溶液时应注意                       。

    （4）操作⑧的目的是得到较纯的硫酸铜溶液。加入适宜试剂Y调节pH至铁元素全部沉淀（离子浓度小于10－5mol/L），然后再过滤，浓缩、结晶等，则pH至少调节为_____。

    已知：Ksp[Cu(OH)2]≈1×10－22，Ksp[Fe(OH)2] ≈1×10－16，Ksp[Fe(OH)3] ≈1×10－38

    （5）科学家发现纳米级的Cu2O在太阳光照射下可以催化分解水。

    A.一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O，通入2mol水蒸气，发生如下反应：

    2H2O(g)＝2H2(g)＋O2(g)   △H＝＋484kJ/mol

    20min末测得n(O2)＝0.16mol，则这段时间的反应速率υ(H2)＝_________；该温度下，此反应的平衡常数表达式K＝___________________。

    B.已知：2Cu2O(s)＋O2(g)＝4CuO(s)   △H＝－292kJ/mol

    2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)    △H＝－221kJ/mol

    请写出炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式_________________。

     

    【答案】

    （除去注明外，每空2分，共14分）（1）SO2(1分)

    （2）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O或4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O

    （3）2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋；向配制溶液中加入少量的硫酸防止水解或将Fe2(SO4)3溶解在稀硫酸中，再加水稀释 （4）3 （5）0.008mol/(L·min)（单位占1分）；（1分）；

    2CuO(s)＋C(s)＝CO(g)＋Cu2O(s)  △H＝＋35.5 kJ/mol

    【解析】

    试题分析：（1）Cu2S灼烧生成SO2和铜，反应的化学方程式是Cu2S＋O22Cu＋SO2↑，因此气体a是SO2。

    （2）固体A是氧化铁和铜的混合物，加入稀硫酸固体溶解生成硫酸铁，进而硫酸铁又溶解铜，所以溶液A是硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铜以及硫酸的混合液。加入过量的铁粉后生成硫酸亚铁和铜，所以固体B是铜和铁的混合物，溶液B是硫酸亚铁。要得到硫酸铁晶体，则需要将硫酸亚铁氧化生成硫酸铁，因此氧化剂X可以是双氧水或氧气，有关的离子方程式是2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O或4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O。

    （3）由于铁离子具有氧化性，能把铜氧化生成铜离子，而铁离子又被还原生成亚铁离子，因此第二步反应的离子方程式是2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋；由于铁离子易水解生成氢氧化铁，所以配制硫酸铁溶液时，要防止铁离子水解，因此正确的操作应该是向配制溶液中加入少量的硫酸防止水解或将Fe2(SO4)3溶解在稀硫酸中，再加水稀释。

    （4）溶液E是硫酸铜和硫酸亚铁的混合液，根据溶度积常数可知，要得到硫酸铜溶液，需要除去亚铁离子。由于氢氧化亚铁的溶度积常数大于氢氧化铜的，但氢氧化铁的溶度积常数小于氢氧化铜的，所以应该加入氧化剂将亚铁离子氧化成铁离子。根据氢氧化铁的溶度积常数可知，要调节pH至铁元素全部沉淀（离子浓度小于10－5mol/L），溶液中的OH－应该为＝10－11mol/L，所以pH至少调节为3。

    （5）20min末测得n(O2)＝0.16mol，则根据方程式可知，生成氢气是0.16mol×2＝0.32mol，其浓度是0.32mol÷2L＝0.16mol/L，因此氢气的反应速率υ(H2)＝0.16mol/L÷20min＝0.008mol/(L·min)。化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，因此根据方程式可知该温度下，此反应的平衡常数表达式K＝；根据反应①：2Cu2O(s)＋O2(g)＝4CuO(s)   △H＝－292kJ/mol和反应②：2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)    △H＝－221kJ/mol并依据盖斯定律可知，（②－①）÷2即得到反应2CuO(s)＋C(s)＝CO(g)＋Cu2O(s)，所以该反应的反应热△H＝（－221kJ/mol＋292kJ/mol）÷2＝＋35.5 kJ/mol。

    考点：考查氧化还原反应产物判断、方程式书写、硫酸铁配制、溶度积常数的有关应用、反应速率的计算、平衡常数以及热化学方程式的书写等

     

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    （1）除酒精灯和铁架台或三角架外，①中所需的容器为
    坩埚
    坩埚
    ，①和⑥中都用到的仪器为
    玻璃棒
    玻璃棒
    ．
    （2）固体B加入稀盐酸后，④的操作是
    过滤、洗涤
    过滤、洗涤
    ．
    （3）试剂x的化学式为
    H2O2
    H2O2
    ，X与溶液B反应的离子方程式为
    2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
    2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
    ．
    （4）在实验室中，用36.5%（密度为1.19g?mL-1）的盐酸，配制1L 3mol?L-1的盐酸，则需量取36.5%的盐酸
    252.1
    252.1
    mL．
    （5）简述溶液C中所含金属阳离子的检验方法
    取少量C于试管中，逐滴加入过量的20%KSCN溶液，如溶液变红色，则含有Fe3+
    取少量C于试管中，逐滴加入过量的20%KSCN溶液，如溶液变红色，则含有Fe3+
    ．
    （6）第⑦步操作中，所需装置如图所示：

    ①按气流方向从左到右的顺序，各装置的连接顺序为
    DABC
    DABC
    ．
    ②C的作用是
    吸收HCl和防止空气中的水蒸气进入
    吸收HCl和防止空气中的水蒸气进入
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    某实验小组用工业上废弃固体（主要成分Cu2S和Fe2O3）混合物制取粗铜和Fe2（SO4）3晶体，设计的操作流程如下：精英家教网
    （1）除酒精灯和铁架台或三脚架外，①中所需的容器和夹持仪器分别为
     
    、
     
    ，①和⑥中都用到的仪器为
     
    ；
    （2）试剂x的化学式为
     
    ；x与溶液B反应的离子方程式为
     
    ；
    （3）某同学取少量的溶液B向其中加入过量的某种强氧化剂，再滴加KSCN溶液，发现溶液变红色，放置一段时间后，溶液褪色，该同学猜测溶液褪色的原因是溶液中的SCN- 被过量的氧化剂氧化所致．
    现给出以下试剂：1.0mol?L-1硫酸、1.0mol?L-1 NaOH溶液、0.1mol?L-1 Fe2（SO4）3溶液、20%KSCN溶液、蒸馏水．请你设计合理实验验证乙同学的猜测是否合理．简要说明实验步骤和现象
     
    ；
    （4）某同学用实验制得的Fe2（SO4）3 晶体配制0.1mol?L-1 的Fe2（SO4）3 溶液，在称量出Fe2（SO4）3 晶体后，溶解该晶体的具体操作为
     
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （14分）

    某实验小组用工业上废弃固体（主要成分Cu2S和Fe2O3）混合物制取粗铜和Fe2(SO4)3晶体，设计的操作流程如下：

    （1）除酒精灯和铁架台或三脚架外，①中所需的容器和夹持仪器分别为        、

             ，①和⑥中都用到的仪器为        ；

    （2）试剂x的化学式为            ；x与溶液B反应的离子方程式为         ；

    （3）某同学取少量的溶液B向其中加入过量的某种强氧化剂，再滴加KSCN溶液，发现溶液变红色，放置一段时间后，溶液褪色，该同学猜测溶液褪色的原因是溶液中的SCN－ 被过量的氧化剂氧化所致。

    现给出以下试剂：1.0 mol·L－1 硫酸、1.0 mol·L－1NaOH溶液、0.1 mol·L－1Fe2(SO4)3溶液、20%KSCN溶液、蒸馏水。请你设计合理实验验证乙同学的猜测是否合理。简要说明实验步骤和现象             ；

     （4）某同学用实验制得的Fe2(SO4)3晶体配制0.1 mol·L－1 的Fe2(SO4)3溶液，在称量出Fe2(SO4)3晶体后，溶解该晶体的具体操作为                 。

     

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    科目：高中化学 来源：2011-2012学年山东省青岛市高三统一质量检测理科综合（化学部分） 题型：实验题

    （14分）

    某实验小组用工业上废弃固体（主要成分Cu2S和Fe2O3）混合物制取粗铜和Fe2(SO4)3晶体，设计的操作流程如下：

    （1）除酒精灯和铁架台或三脚架外，①中所需的容器和夹持仪器分别为         、

             ，①和⑥中都用到的仪器为         ；

    （2）试剂x的化学式为            ；x与溶液B反应的离子方程式为         ；

    （3）某同学取少量的溶液B向其中加入过量的某种强氧化剂，再滴加KSCN溶液，发现溶液变红色，放置一段时间后，溶液褪色，该同学猜测溶液褪色的原因是溶液中的SCN－ 被过量的氧化剂氧化所致。

    现给出以下试剂：1.0 mol·L－1 硫酸、1.0 mol·L－1 NaOH溶液、0.1 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液、20%KSCN溶液、蒸馏水。请你设计合理实验验证乙同学的猜测是否合理。简要说明实验步骤和现象             ；

     （4）某同学用实验制得的Fe2(SO4)3 晶体配制0.1 mol·L－1 的Fe2(SO4)3 溶液，在称量出Fe2(SO4)3 晶体后，溶解该晶体的具体操作为                  。

     

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