Question

鐵和銅是兩種重要的金屬元素．
（1）銅可溶于稀H₂SO₄和H₂O₂混合液中，寫出該反應的化學方程式：

 

．
（2）等質量的鐵和銅分別與足量的硫粉在加熱下充分反應，消耗硫粉的質量比為

 

（寫最簡整數(shù)比）．
（3）向含有KOH和Fe（OH）₃的懸濁液中通人氯氣，可生成一種水處理劑K₂FeO₄．反應的化學方程式為

 

．
（4）銅與濃硫酸反應時會產生難溶性固體甲，其成分可能是CuS、Cu₂S或Cu₂O，某實驗小組設計如下實驗對其成分進行探究．
已知：①Cu₂O在酸性環(huán)境下會發(fā)生自身氧化還原反應生成Cu²⁺和Cu；②CuS和Cu₂S均不溶于稀鹽酸．

根據(jù)實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)可以確定固體甲中一定含有的成分及其物質的量之比為

 

；可能含有的成分是

 

．

Answer 1

考點：常見金屬元素的單質及其化合物的綜合應用

專題：

分析：（1）銅可溶于稀H₂SO₄和H₂O₂混合液中發(fā)生氧化還原反應生成硫酸銅和水；
（2）鐵、銅與硫反應的化學方程式分別是：Fe+S

△   .

FeS、2Cu+S

△   .

Cu₂S．據(jù)此化學方程式定量關系計算；
（3）向含有KOH和Fe（OH）₃的懸濁液中通人氯氣，可生成一種水處理劑K₂FeO₄．根據(jù)得失電子守恒、元素守恒即可完成方程式；
（4）首先根據(jù)實驗現(xiàn)象做判斷：由濾液呈藍色可知，固體甲中一定含有Cu₂O，則固體乙中一定含有Cu．煅燒CuS的反應方程式為2CuS+3O₂

△   .

2CuO+2SO₂，該反應固體質量減少；煅燒Cu₂S的反應方程式為Cu₂S+2O₂

△   .

2CuO+SO₂，該反應是固體質量不變的反應；煅燒Cu時固體質量肯定會增加．由于反應前后固體質量不變，所以固體乙中一定含有Cu和CuS，但是否含有Cu₂S無法確定，可假設其有，結合元素守恒列式計算．

解答： 解：（1）銅可溶于稀H₂SO₄和H₂O₂混合液中發(fā)生氧化還原反應，反應的化學方程式為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O，故答案為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；
（2）鐵、銅與硫反應的化學方程式分別是：Fe+S

△   .

FeS、2Cu+S

△   .

Cu₂S．假定鐵、銅的質量均為m，可求得消耗S的質量分別為

32m

56

、

32m

128

，二者之比為16：7，
故答案為：16：7；
（3）向含有KOH和Fe（OH）₃的懸濁液中通人氯氣，可生成一種水處理劑K₂FeO₄．根據(jù)得失電子守恒、元素守恒即可完成方程式，10KOH+3Cl₂+2Fe（OH）₃=2K₂FeO₄+6KCl+8H₂O；
故答案為：10KOH+3Cl₂+2Fe（OH）₃=2K₂FeO₄+6KCl+8H₂O；
（4）首先根據(jù)實驗現(xiàn)象做判斷：由濾液呈藍色可知，固體甲中一定含有Cu₂O，則固體乙中一定含有Cu．煅燒CuS的反應方程式為2CuS+3O₂

△   .

2CuO+2SO₂，該反應固體質量減少；煅燒Cu₂S的反應方程式為Cu₂S+2O₂

△   .

2CuO+SO₂，該反應是固體質量不變的反應；煅燒Cu時固體質量肯定會增加．由于反應前后固體質量不變，所以固體乙中一定含有Cu和CuS，但是否含有Cu₂S無法確定，可假設其有．設固體甲中Cu₂O、CuS、Cu₂S的物質的量分別為xmol、ymol、zmol，則固體乙中含有Cu、CuS、Cu₂S的物質的量分別為0.5xmol、ymol、zmol，即：32x+96y+160z=m；根據(jù)銅元素守恒可得：80（0.5x+y+2z）=m．兩式聯(lián)立得：x=2y，即Cu₂O、CuS的物質的量之比為2：1；
故答案為：2：1； Cu₂S．

點評：本題考查了元素化合物性質的分析判斷，氧化還原反應的分析判斷，化學方程式的定量計算應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．