Question

（14分）物质A ~ G有下图所示转化关系部分反应物、生成物未列出)。其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到气体B和固体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___________、G___________。

（2）反应②的化学方程式是__________________________________________________。

（3）利用电解可提纯C物质，现以碱性锌锰电池为外电源，在该电解反应中电解质溶液是_______________，阳极物质是______________。MnO₂是碱性锌锰电池的正极材料，电池放电时，正极的电极反应式为_____________________________________________。

（4）将0.20 mol B和0.10 mol O₂充入一个固定容积为5 L的密闭容器中，在一定温度并有催化剂存在下，进行反应①，经半分钟后达到平衡，测得容器中含D 0.18 mol，则vO_（2）== ______________mol/L·min)；若温度不变，继续通入0.20 mol B和0.10 mol O₂，则平衡________________移动填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)，再次达到平衡后，________mol < nD) < ________mol。

（5）写出FG转化过程中，甲醛参与反应的化学方程式：_______________________________。

Answer

（1）SO2 Cu2O

（2）Cu+2H2SO4浓） SO2↑+ CuSO4+2H2O

（3）CuSO4溶液 粗铜 MnO2+ H2O+e-=MnOOH+OH-

（4）0.036 ； 正反应方向 ； 0.36 ；0.40；

（5）HCHO+2CuOH)2+NaOHHCOONa+Cu2O+3H2O ↓

或HCHO+4CuOH)2+2NaOHNa2CO3+2Cu2O+6H2O ↓

【解析】

试题分析：F与甲醛溶液反应生成G，G为砖红色沉淀，则G为Cu2O； A为某金属矿的主要成分，则A中含有Cu元素，经过一系列反应可得到气体B和固体C。单质C可与E的浓溶液发生反应，判断C为Cu单质，则E为酸，B能与氧气反应生成C，C能与水反应生成相应的酸，所以B是二氧化硫，C是三氧化硫，E为硫酸，Cu与浓硫酸加热反应生成二氧化硫和硫酸铜，硫酸铜与氢氧化钠溶液、甲醛反应生成氧化亚铜沉淀，符合此图。

（1）根据以上分析，B的化学式是SO2；G为Cu2O；

（2）反应②为Cu与浓硫酸的反应，化学方程式为Cu+2H2SO4浓） SO2↑+ CuSO4+2H2O；

（3）提纯Cu时，用粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜作电解质溶液，则铜离子在阴极析出，从而提纯Cu；MnO2是碱性锌锰电池的正极材料，电池放电时，正极发生还原反应，Mn元素的化合价降低，与水结合生成碱式氧化锰和氢氧根离子，电极反应式为MnO2+ H2O+e-=MnOOH+OH-；

（4）二氧化硫与氧气的反应方程式是2SO2+O22SO3，经半分钟后达到平衡，测得容器中含三氧化硫0.18 mol，说明消耗氧气的物质的量是0.09mol，则vO（2）=0.09mol/5L/0.5min=0.036 mol/L·min)；继续通入0.20 mol B和0.10 mol O2，相当于反应物浓度增大，缩小容器体积，压强增大，平衡正向移动，再达平衡时，三氧化硫的物质的量比原来的2倍还多，所以大于0.36mol，容器中相当于有0.4mol二氧化硫，可逆反应不会进行到底，所以三氧化硫的物质的量小于0.40mol；

（5）F是硫酸铜，先与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜，甲醛与氢氧化铜发生氧化反应，生成氧化亚铜砖红色沉淀，化学方程式是HCHO+2CuOH)2+NaOHHCOONa+Cu2O+3H2O ↓

或HCHO+4CuOH)2+2NaOHNa2CO3+2Cu2O+6H2O ↓。

考点：考查物质推断，物质性质的判断，化学方程式的书写