Question

（I）三氧化二鐵和氧化亞銅（Cu₂O）都是紅色粉末．常用作顏料．已知氧化亞銅溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄．某校化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組為了探究由Fe₂O₃和Cu₂O組成的混合物中兩者物質(zhì)的量相對大小，某同學(xué)認(rèn)為只要取少量粉末放入足量稀硫酸中，通過觀察現(xiàn)象即可．
（1）上述實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生的反應(yīng)有（用離子方程式表示）：
①Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³++3H₂O   ②

Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O

   ③

Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺

（2）若實(shí)驗(yàn)中觀察到溶液變?yōu)樗{(lán)色且有固體剩余，則n（Cu₂O）

＞

n（Fe₂O₃）． （填“＞”、“＜”或“=”）．
（ II）分別在密閉容器的兩個(gè)反應(yīng)室中進(jìn)行如下反應(yīng)：
左反應(yīng)室：A（g）+2B（g）

常溫

 2C（g）    
右反應(yīng)室：2Z（g）

常溫

X（g）+Y（g）
在反應(yīng)室之間有無摩擦、可自由滑動的密封板隔斷．反應(yīng)開始和達(dá)到平衡時(shí)有關(guān)物理量的變化如圖所示：

（1）A（g）+2B（g      2C（g）  的△H

＜

 0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在平衡（I）和平衡（Ⅱ）中，X的體積分?jǐn)?shù)

b

（填序號）．
a．一定相等    b．一定不相等    c．可能相等
（3）達(dá)到平衡（I）時(shí)，A的轉(zhuǎn)化率為

5

11

．

Answer 1

分析：（I）（1）將Fe₂O₃和Cu₂O組成的混合物放入足量稀硫酸中廢水反應(yīng)，氧化鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅與水，氧化亞銅與硫酸反應(yīng)生成銅、硫酸銅與水，生成的銅與硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵、硫酸銅．
（2）若實(shí)驗(yàn)中觀察到溶液變?yōu)樗{(lán)色且有固體剩余，說明銅有剩余，溶液中硫酸鐵完全轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵，根據(jù)（1）中的方程式計(jì)算判斷．
（ II）（1）右室的混合物總物質(zhì)的量不變，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右兩室的溫度、壓強(qiáng)相同，體積之比等于物質(zhì)的量之比，由圖可知，平衡（I）降低溫度達(dá)新平衡平衡（Ⅱ），隔板由2.8處移至2.6處，左室的氣體的物質(zhì)的量減小，降低溫度平衡向正反應(yīng)移動．
（2）降低溫度，右室的平衡一定移動，氣體總的物質(zhì)的量不變，X的含量一定變化．
（3）右室的混合物總物質(zhì)的量不變?yōu)?mol，左右兩室的壓強(qiáng)、溫度相等，同溫同壓下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，據(jù)此計(jì)算平衡（I）中左室混合氣體總的物質(zhì)的量，令參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量為amol，利用差量法計(jì)算a的值，再利用轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算A的轉(zhuǎn)化率．

解答：解：（I）（1）將Fe₂O₃和Cu₂O組成的混合物放入足量稀硫酸中廢水反應(yīng)，氧化鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅與水，氧化亞銅與硫酸反應(yīng)生成銅、硫酸銅與水，生成的銅與硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵、硫酸銅，反應(yīng)離子方程式依次為Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺．
故答案為：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O；Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺．
發(fā)生反應(yīng)Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O，F(xiàn)e₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，
（2）若實(shí)驗(yàn)中觀察到溶液變?yōu)樗{(lán)色且有固體剩余，說明銅有剩余，溶液中硫酸鐵完全轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵，由Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺可知n（Cu）＞2n（Fe³⁺），由Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O可知n（Fe³⁺）=2n（Fe₂O₃），由Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O可知n（Cu）=n（Cu₂O），則n（Cu₂O）＞2n（Fe₂O₃），．
故答案為：＞．
（ II）（1）右室的混合物總物質(zhì)的量不變，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右兩室的溫度、壓強(qiáng)相同，體積之比等于物質(zhì)的量之比，由圖可知，平衡（I）降低溫度達(dá)新平衡平衡（Ⅱ），隔板由2.8處移至2.6處，左室的氣體的物質(zhì)的量減小，降低溫度平衡向正反應(yīng)移動，降低溫度平衡向放熱反應(yīng)移動，故該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0．
故答案為：＜．
（2）降低溫度，右室的平衡一定移動，氣體總的物質(zhì)的量不變，X的含量一定變化，平衡（I）和平衡（Ⅱ）中，X的體積分?jǐn)?shù)一定不相等．
故選：b．
（3）右室的混合物總物質(zhì)的量不變?yōu)?mol，左右兩室的壓強(qiáng)、溫度相等，同溫同壓下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，平衡（I）中左室混合氣體總的物質(zhì)的量為

2.8

2.2

×2mol=

28

11

mol，令參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量為amol，則：
A（g）+2B（g）

常溫

 2C（g）物質(zhì)的量減少△n
1                                1
amol                           3mol-

28

11

mol=

5

11

mol
解得a=

5

11

mol
所以A的轉(zhuǎn)化率為

5 11 mol

1mol

=

5

11

．
故答案為：

5

11

．

點(diǎn)評：考查元素化合物性質(zhì)、常用化學(xué)用語書寫、化學(xué)平衡移動與化學(xué)計(jì)算等，難度中等，是對知識的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識與運(yùn)用知識分析問題、解決問題的能力．（ II）中清楚左右兩室的溫度、壓強(qiáng)相同，體積之比等于物質(zhì)的量之比是解題關(guān)鍵．