Question

1．“海底黑煙囪”是海底熱泉將地殼深處金屬、非金屬化合物帶出時逐漸沉積形成的煙囪狀通道，含有銅、鋅、錳、鉆、鎳等金屬的硫化物及金、銀、鉑等貴金屬．“海底黑煙囪”的研究對海底礦產(chǎn)資源的勘探及金屬硫化物成礦過程的認識均有極大的推動作用．
（1）“煙囪”周圍的水樣中發(fā)現(xiàn)了中子數(shù)是1，質(zhì)子數(shù)是2的核素，該核素符號是．
（2）“煙囪”內(nèi)壁含有的結(jié)晶黃鐵礦（主要成分是FeS₂）在一定條件下發(fā)生如下反應：14CuSO₄+5FeS₂+12H₂O═7X+5FeSO₄+12H₂SO₄ X的化學式是Cu₂S，氧化劑是CuSO₄和FeS₂
（3）“煙囪”外壁含有石膏（CaS0₄•2H₂0），在1400℃時能分解生成CaO，水蒸氣和另外兩種氣體，其中一種氣體可使品紅溶液褪色．寫出1400℃時石膏分解的化學方程式2CaSO₄•2H₂O$\frac{\underline{\;1400℃\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑+4H₂O↑
（4）“煙囪”底部存在的難溶物ZnS遇CuSO₄認溶液會慢慢轉(zhuǎn)化為銅藍（CuS）．根據(jù)沉淀溶解平衡理論寫出由ZnS轉(zhuǎn)化為CuS的離子方程式ZnS（s）+Cu²⁺（aq）?Zn²⁺（aq）+CuS（s）；若轉(zhuǎn)化后溶液中c（Zn²⁺）=3.0×10^-2mol•L^-1，則c（Cu²⁺）=3.0×10^-14mol•L^-1〔已知K_sp（CuS）=1.0×10^-36，K_sp（ZnS）=1.0×10^-24
（5）“煙囪”中含有鉆元素，LiCoO₂可用作一種鏗離子電池的正極材料．該銼離子電池充電過程中，負極發(fā)生的反應為6C+xLi⁺+xe^-═Li_xC₆，正極發(fā)生LiCoO₂與Li_1-xCoO₂之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時電池總反應方程式Li_1-xCoO₂+Li_xC₆═6C+LiCoO₂．

Answer 1

分析 （1）據(jù)其質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)確定質(zhì)量數(shù)；
（2）據(jù)化學方程式中原子守恒確定X的化學式；氧化劑化合價降低；
（3）石膏（CaS0₄•2H₂0），在1400℃時能分解生成CaO，水蒸氣和另外兩種氣體，其中一種氣體可使品紅溶液褪色，說明生成的氣體是SO₂和O₂；
（4）據(jù)c（Zn²⁺）=3.0×10^-2mol•L^-1和K_sp（CuS）=1.0×10^-36，K_sp（ZnS）=1.0×10^-24計算c（Cu²⁺）；
（5）據(jù)充電時負極反應式和正極轉(zhuǎn)化書寫電池反應式．

解答 解：（1）中子數(shù)是1質(zhì)子數(shù)是2的核素是質(zhì)量數(shù)為3的He原子，符號為，故答案為：；
（2）反應14CuSO₄+5FeS₂+12H₂O═7X+5FeSO₄+12H₂SO₄ 中，據(jù)原子守恒可知，X為Cu₂S；反應中，Cu元素化合價從+2降到+1價，有7molS的化合價從-1降到-2價，所以反應中的氧化劑為：CuSO₄和FeS₂，故答案為：Cu₂S；CuSO₄和FeS₂；
（3）石膏（CaS0₄•2H₂0），在1400℃時能分解生成CaO，水蒸氣和另外兩種氣體，其中一種氣體可使品紅溶液褪色，說明生成的氣體是SO₂和O₂，反應方程式為：
2CaSO₄•2H₂O$\frac{\underline{\;1400℃\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑+4H₂O↑，故答案為：2CaSO₄•2H₂O$\frac{\underline{\;1400℃\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑+4H₂O↑；
（4）ZnS轉(zhuǎn)化為CuS的離子方程式為：ZnS（s）+Cu²⁺（aq）?Zn²⁺（aq）+CuS（s）；K_sp（ZnS）=c（Zn²⁺）•c（S^2-）=1.0×10^-24，c（Zn²⁺）=3.0×10^-2mol•L^-1，則c（S^2-）=$\frac{1}{3}$×10^-22，K_sp（CuS）=1.0×10^-36，所以c（Cu²⁺）=$\frac{1.0×1{0}^{-36}}{\frac{1}{3}×1{0}^{-22}}$=3.0×10^-14，
故答案為：ZnS（s）+Cu²⁺（aq）?Zn²⁺（aq）+CuS（s）；3.0×10^-14；
（5）放電時，負極反應為：Li_xC₆-xe^-═6C+xLi⁺，正極Li_1-xCoO₂+xLi⁺+xe^-=LiCoO₂，總電池反應方程式為：Li_1-xCoO₂+Li_xC₆═6C+LiCoO₂，
故答案為：Li_1-xCoO₂+Li_xC₆═6C+LiCoO₂．

點評 本題考查了核素的表示方法、氧化還原反應方程式書寫以及氧化劑的判斷、沉淀的轉(zhuǎn)化、電極反應式以及電池反應方程式書寫，題目難度大．