Question

【題目】火法煉銅是目前世界上最主要的冶煉銅的方法，其產(chǎn)量可占到銅總產(chǎn)量的85％以上，火法煉銅相關(guān)的方程式有

Cu2S(s)+O2(g)=2Cu(s)+SO2(g) △H1=-271.4kJ/mol 反應(yīng)①

Cu2S(s)+2Cu2O(s)=6Cu(s)+SO2(g) △H2=+123.2kJ/mol 反應(yīng)②

（1）Cu2S(s)在空氣中煅燒生成Cu2O(s)和SO2(g)的熱化學(xué)方程式是___。

（2）火法煉銅所得吹煉煙氣中SO2含量較高，該煙氣在工業(yè)上可直接用于生產(chǎn)硫酸，從綠色化學(xué)角度考慮其優(yōu)點(diǎn)有____(任寫一條)。

（3）在2L的恒溫密閉容器中通入5mol氧氣并加入足量Cu2S發(fā)生反應(yīng)①(不考慮其它反應(yīng))，容器中的起始?jí)簭?qiáng)為akPa，反應(yīng)過(guò)程中某氣體的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化如圖所示，反應(yīng)前3min平均反應(yīng)速率v(SO2)=___mol/(L·min)，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)KP=___(KP為以分壓表示的平衡常數(shù))。若保持溫度不變向平衡體系中再通入1mol氧氣，達(dá)到新平衡后氧氣的體積分?jǐn)?shù)___(填“大于”“小于”或“等于”)原平衡時(shí)氧氣的體積分?jǐn)?shù)。

（4）工業(yè)上電鍍銅的裝置如圖所示，陽(yáng)極產(chǎn)物除Cu2+外還有部分Cu+，部分Cu+經(jīng)過(guò)一系列變化會(huì)以Cu2O的形式沉積在鍍件表面，導(dǎo)致鍍層不夠致密、光亮。電鍍過(guò)程中用空氣攪拌而不是氮?dú)鈹嚢璧脑�因�?/span>_____。

Answer 1

【答案】2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) △H=-937.4kJ/mol 可減少污染物排放或者原子利用率高 0.4 1.5 等于 氧氣可將Cu+氧化為Cu2+以防止鍍件表面生成Cu2O

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律，2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g)為反應(yīng)①×3－反應(yīng)②所得，因此△H=3△H1－△H2=-937.4kJ/mol

答案為：2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) △H=-937.4kJ/mol

（2）吹煉煙氣用于生產(chǎn)硫酸可減少SO2的排放；用該煙氣生產(chǎn)硫酸的反應(yīng)為和SO3+H2O=H2SO4，兩個(gè)反應(yīng)的原子利用率均為100%。

答案為：可減少污染物排放或者原子利用率高；

（3）反應(yīng)①中氣體總物質(zhì)的量始終為5mol，3min時(shí)SO2體積分?jǐn)?shù)為48%，c(SO2)==1.2mol/L，因此v(SO2)==0.4mol/(L·min)。體系達(dá)平衡時(shí)總壓強(qiáng)為akPa，O2和SO2的分壓分別為0.4akPa和06akPa，KP=，原平衡時(shí)氧氣的體積分?jǐn)?shù)為40％，根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式，溫度不變，平衡常數(shù)不變，增加氣體用量，平衡時(shí)SO2與O2的物質(zhì)的量濃度之比保持不變，因此達(dá)到新平衡后氧氣的體積分?jǐn)?shù)仍為40%。

答案為：0.4；1.5；等于

（4）陽(yáng)極產(chǎn)物除Cu2+外還有部分Cu+，部分Cu+經(jīng)過(guò)一系列變化會(huì)以Cu2O的形式沉積在鍍件表面，導(dǎo)致鍍層不夠致密、光亮。通入空氣可利用氧氣將Cu+氧化為Cu2+，可有效預(yù)防鍍件表面生成Cu2O；

答案為：氧氣可將Cu+氧化為Cu2+以防止鍍件表面生成Cu2O；