Question

I、物质A-G有下图所示转化关系（部分反应物、生成物没有列出）其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到B和C．单质C可与E的浓溶液发生反应，G为砖红色沉淀．

请回答下列问题
（1）写出下列物质的化学式：B

SO₂

    E

H₂SO₄

    G

Cu₂O

（2）工业上B制备D在

接触室

设备中进行．
（3）反应②的化学方程式是

Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂+2H₂O

．
（4）将0.23molB和0.11mol氧气放入容积为1L的密闭容器中，发生反应①，在一定温度下，反应达到平衡，得到0.12molD，则反应的平衡常数K=

K=23.8

L?mol^-1，若温度不变，再加入0.50mol氧气后重新达到平衡，平衡

向右

（填“向左”、“不变”、“向右”）移动，氧气的转化率

降低

，（填“升高”“不变”或“降低”），D的体积分数

减小

（填“增大”“不变”或“减小”）
II、“蓝瓶子”实验中使用的亚甲基蓝（C₁₆H₁₈ClN₃S?3H₂O）是一种氧化还原型指示剂，其氧化型呈蓝色，还原型呈无色：
氧化型（蓝色）+ne^-还原型（无色）
将葡萄糖的碱性溶液放在锥形瓶中，滴加亚甲基蓝指示剂（蓝色），塞上瓶塞，溶液呈蓝色；静置一段时间，溶液褪色；振荡后，溶液又呈蓝色；再静置，又变无色；再振荡，又变蓝色…
（1）上述溶液由蓝色变无色的过程中，亚甲基蓝被

还原

（填“氧化”或“还原”，下同），其中

还原

剂是

葡萄糖

（填物质名称）．
（2）上述溶液由无色变蓝色的过程中，亚甲基蓝被

氧化

（填“氧化”或“还原”，下同），其中氧化剂是

氧气

（填物质名称）．

Answer 1

分析：Ⅰ．“G为砖红色沉淀”是本题的突破口，应为Cu₂O，因此此题可以用逆向推断的方法做．不难看出，F生成G的反应是醛基的检验，所以，F为CuSO₄；从B→D→E，可推断为NO→NO₂→HNO₃或SO₂→SO₃ →H₂SO₄等．因为B→D的转化需用催化剂，可判定B为SO₂，D为SO₃，E为H₂SO₄，A应为Cu₂S，反应②为浓硫酸和铜在加热条件下的反应，反应的化学方程式为Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂+2H₂O，从平衡移动的角度计算平衡时各物质的浓度，进而计算化学平衡常数以及判断各物质的浓度的变化；
Ⅱ．亚甲基蓝（C₁₆H₁₈ClN₃S?3H₂O）是一种氧化还原型指示剂，其氧化型呈蓝色，还原型呈无色，根据物质的颜色，从氧化还原反应的角度判断生成物，并由此推断物质的性质和变化．

解答：解：Ⅰ．（1）“G为砖红色沉淀”是本题的突破口，应为Cu₂O，因此此题可以用逆向推断的方法做．不难看出，F生成G的反应是醛基的检验，所以，F为CuSO₄；从B→D→E，可推断为NO→NO₂→HNO₃或SO₂→SO₃ →H₂SO₄等．因为B→D的转化需用催化剂，可判定B为SO₂，D为SO₃，E为H₂SO₄，A应为Cu₂S，
故答案为：SO₂；H₂SO₄；Cu₂O；
（2）工业上SO₂制备SO₃应在接触室中进行，故答案为：接触室；
（3）反应②为浓硫酸和铜在加热条件下的反应，反应的化学方程式为Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂+2H₂O，
故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂+2H₂O； 
（4）依据化学方程式：
                   2SO₂+O₂  

催化剂 .

△

   2SO₃
c（mol/L）：起始  0.23      0.11          0
           转化    0.12      0.06        0.12
  第一次 平衡     0.11      0.05         0.12
可以求得：K=

0.122

0.112×0.05

=23.8
恒温、恒容条件下，加入0.50 mol O₂后，根据勒夏特列原理，平衡右移，SO₂的物质的量减少，体积分数减小，O₂本身的转化率降低．设此时转化xmol/L的 O₂，
                   2SO₂+O₂    

催化剂 .

△

2SO₃
（mol/L）：起始   0.11    0.05+0.50        0.12
          转化    2x         x            2x
第二次平衡  0.11-2x      0.55-x          0.12+2x
第一次平衡时SO₃的体积分数为：

0.12

0.11+0.05+0.12

=0.429，
只要注意到可逆反应中任意物质的浓度不可能为零的特点，x的最大极限值为0.055 mol/L，所以第二次平衡时SO₃的体积分数最大为：

0.12+2x

0.11+0.55-x

=

0.23

0.605

=0.380，
显然，体积分数减小了．
故答案为：23.8；向右；降低；减小；
II．（1）由蓝色变无色的过程中，说明亚甲基蓝被还原，生成还原型物质，葡萄糖起到还原剂的作用，故答案为：还原；还原；葡萄糖；
（2）振荡后，溶液又呈蓝色，是由于被空气中氧气氧化，由还原型物质氧化为氧化型亚甲基蓝，故答案为：氧化；氧气．

点评：本题考查较为综合，题目难度较大，注意根据物质的特殊颜色推断物质的可能性，用逆推的方法进行推断，把握常见元素化合物的性质．