Question

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

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

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

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

（2）火法煉銅所得吹煉煙氣中SO2含量較高，該煙氣在工業上可直接用于生產硫酸，從綠色化學角度考慮其優點有____(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發生反應①(不考慮其它反應)，容器中的起始壓強為akPa，反應過程中某氣體的體積分數隨時間變化如圖所示，反應前3min平均反應速率v(SO2)=___mol/(L·min)，該溫度下反應的平衡常數KP=___(KP為以分壓表示的平衡常數)。若保持溫度不變向平衡體系中再通入1mol氧氣，達到新平衡后氧氣的體積分數___(填“大于”“小于”或“等于”)原平衡時氧氣的體積分數。

（4）工業上電鍍銅的裝置如圖所示，陽極產物除Cu2+外還有部分Cu+，部分Cu+經過一系列變化會以Cu2O的形式沉積在鍍件表面，導致鍍層不夠致密、光亮。電鍍過程中用空氣攪拌而不是氮氣攪拌的原因是_____。

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）根據蓋斯定律，2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g)為反應①×3－反應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）吹煉煙氣用于生產硫酸可減少SO2的排放；用該煙氣生產硫酸的反應為和SO3+H2O=H2SO4，兩個反應的原子利用率均為100%。

答案為：可減少污染物排放或者原子利用率高；

（3）反應①中氣體總物質的量始終為5mol，3min時SO2體積分數為48%，c(SO2)==1.2mol/L，因此v(SO2)==0.4mol/(L·min)。體系達平衡時總壓強為akPa，O2和SO2的分壓分別為0.4akPa和06akPa，KP=，原平衡時氧氣的體積分數為40％，根據平衡常數表達式，溫度不變，平衡常數不變，增加氣體用量，平衡時SO2與O2的物質的量濃度之比保持不變，因此達到新平衡后氧氣的體積分數仍為40%。

答案為：0.4；1.5；等于

（4）陽極產物除Cu2+外還有部分Cu+，部分Cu+經過一系列變化會以Cu2O的形式沉積在鍍件表面，導致鍍層不夠致密、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；