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�；瘜W實驗小組為了探究由Fe₂O₃和Cu₂O組成的混合物中兩者物質的量相對大小，某同學認為只要取少量粉末放入足量稀硫酸中，通過觀察現象即可．
（1）上述實驗過程中發(fā)生的反應有（用離子方程式表示）：
①Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³++3H₂O　 ②______　 ③______
（2）若實驗中觀察到溶液變?yōu)樗{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反應室中進行如下反應：
左反應室：A（g）+2B（g） 2C（g）　　
右反應室：2Z（g）X（g）+Y（g）
在反應室之間有無摩擦、可自由滑動的密封板隔斷．反應開始和達到平衡時有關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的體積分數______（填序號）．
a．一定相等　　b．一定不相等　　c．可能相等
（3）達到平衡（I）時，A的轉化率為______．

Answer 1

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，氧化鐵與硫酸反應生成硫酸銅與水，氧化亞銅與硫酸反應生成銅、硫酸銅與水，生成的銅與硫酸鐵反應生成硫酸亞鐵、硫酸銅，反應離子方程式依次為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Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O，Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，
（2）若實驗中觀察到溶液變?yōu)樗{色且有固體剩余，說明銅有剩余，溶液中硫酸鐵完全轉化為硫酸亞鐵，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的量不變，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右兩室的溫度、壓強相同，體積之比等于物質的量之比，由圖可知，平衡（I）降低溫度達新平衡平衡（Ⅱ），隔板由2.8處移至2.6處，左室的氣體的物質的量減小，降低溫度平衡向正反應移動，降低溫度平衡向放熱反應移動，故該反應正反應為放熱反應，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的體積分數一定不相等．
故選：b．
（3）右室的混合物總物質的量不變?yōu)?mol，左右兩室的壓強、溫度相等，同溫同壓下，體積之比等于物質的量之比，平衡（I）中左室混合氣體總的物質的量為×2mol=mol，令參加反應的A的物質的量為amol，則：
A（g）+2B（g） 2C（g）物質的量減少△n
1 1
amol 3mol-mol=mol
解得a=mol
所以A的轉化率為=．
故答案為：．
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，氧化鐵與硫酸反應生成硫酸銅與水，氧化亞銅與硫酸反應生成銅、硫酸銅與水，生成的銅與硫酸鐵反應生成硫酸亞鐵、硫酸銅．
（2）若實驗中觀察到溶液變?yōu)樗{色且有固體剩余，說明銅有剩余，溶液中硫酸鐵完全轉化為硫酸亞鐵，根據（1）中的方程式計算判斷．
（ II）（1）右室的混合物總物質的量不變，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右兩室的溫度、壓強相同，體積之比等于物質的量之比，由圖可知，平衡（I）降低溫度達新平衡平衡（Ⅱ），隔板由2.8處移至2.6處，左室的氣體的物質的量減小，降低溫度平衡向正反應移動．
（2）降低溫度，右室的平衡一定移動，氣體總的物質的量不變，X的含量一定變化．
（3）右室的混合物總物質的量不變?yōu)?mol，左右兩室的壓強、溫度相等，同溫同壓下，體積之比等于物質的量之比，據此計算平衡（I）中左室混合氣體總的物質的量，令參加反應的A的物質的量為amol，利用差量法計算a的值，再利用轉化率定義計算A的轉化率．
點評：考查元素化合物性質、常用化學用語書寫、化學平衡移動與化學計算等，難度中等，是對知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎知識與運用知識分析問題、解決問題的能力．（ II）中清楚左右兩室的溫度、壓強相同，體積之比等于物質的量之比是解題關鍵．