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10.铜及其化合物在工业、农业、科技和日常生活中有广泛应用.
(1)工业上利用辉铜矿(主要成分是Cu2S)冶炼铜.为了测定辉铜矿样品的纯度,用酸性高锰酸钾溶液反应,请完成下列离子方程式:□CuS+□MnO4-+□H+→□Cu2++□SO42-+□Mn2++□H2O

(2)现有一块含有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜片(假设不含其它杂质)在空气中灼烧至完全反应,经测定,反应前后固体的质量相同.
①固态铜与适量氧气反应,能量变化如右图所示,写出固态铜与氧气反应生成1mol固态氧化亚铜的热化学方程式,2Cu(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)=Cu2O(s)△H=$\frac{a-b}{2}$kJ•mol-1
②上述铜片中铜的生锈率为34%(金属生锈率=$\frac{已生锈的金属质量}{金属的总质量}$×100%)

分析 (1)辉铜矿(主要成分是Cu2S)冶炼铜,和酸性高锰酸钾溶液反应生成铜离子,硫酸根离子,高锰酸根离子被还原为锰离子,结合原则守恒和电荷守恒配平书写;
(2)①依据图象书写反应过程中的热化学方程式,结合个数定量计算所需热化学方程式;
②依据化学方程式灼烧后质量不变,反应的氧气和生成的二氧化碳和水的质量相同,结合金属生锈率=$\frac{已生锈的金属质量}{金属的总质量}$×100%,计算得到.

解答 解:(1)辉铜矿(主要成分是Cu2S)冶炼铜,和酸性高锰酸钾溶液反应生成铜离子,硫酸根离子,高锰酸根离子被还原为锰离子,铜元素化合价+1价变化为+2价,硫元素-2价变化为+6价,锰元素化合价+7价变化为+2价,依据电子守恒和原子守恒配平书写得到反应的离子方程式为:Cu2S+2MnO4-+8H+=2Cu2++SO42-+2Mn2++4H2O;
故答案为:1,2,8,2,1,2,4;
(2)①依据图象分析书写热化学方程式:①2Cu(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)=2CuO(s)△H=-$\frac{a}{2}$KJ/mol,②2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s)△H=-bKJ/mol;
依据盖斯定律计算(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
故答案为:2Cu(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)=Cu2O(s)△H=-($\frac{a-b}{2}$)kJ•mol-1
②含有铜绿的铜片(假设不含其它杂质)在空气中灼烧至完全反应,经测定,反应前后固体的质量相同,说明反应的氧气质量和生成的二氧化碳、水蒸气的质量相同计算得到,设铜绿中铜物质的量为x,铜绿物质的量为y,
2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO,
x 0.5x
Cu2(OH)2CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+CO2+H2O
y y y
0.5x×32=18y+44y
x:y=31:8
依据元素守恒计算,金属生锈率=$\frac{已生锈的金属质量}{金属的总质量}$×100%=$\frac{2y+64}{(2y+x)×64}$×100%=$\frac{2×\frac{8}{31}x×64}{(2×\frac{8}{31}x+x)×64}$×100%=34%;
故答案为:34%.

点评 本题考查了铜及其化合物性质分析判断,化学方程式计算应用,沉淀转化原理的应用,掌握基础是关键,题目难度中等.

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