Question

（14分）“海底黑烟囱”是海底热泉将地壳深处金属、非金属化合物带出时逐渐沉积形成的烟囱状通道，含有铜、锌、锰、钻、镍等金属的硫化物及金、银、铂等贵金属。“海底黑烟囱”的研究对海底矿产资源的勘探及金属硫化物成矿过程的认识均有极大的推动作用。

（1）“烟囱”周围的水样中发现了中子数是1,质子数是2的核素，该核素符号是      。

（2）“烟囱”内壁含有的结晶黄铁矿（主要成分是FeS₂）在一定条件下发生如下反应：

X的化学式是      ，氧化剂是      。

（3）“烟囱”外壁含有石膏（CaS0₄-2H₂0），在1400 ⁰C时能分解生成CaO,水蒸气和另外两种气体，其中一种气体可使品红溶液褪色。写出1400℃时石膏分解的化学方程式      。

（4）“烟囱”底部存在的难溶物ZnS遇CuSO₄认溶液会慢慢转化为铜蓝(CuS）。根据沉淀溶解平衡理论写出由ZnS转化为CuS的离子方程式          ；

若转化后溶液中，则c(Cu²⁺）=          mol·L^－1〔已知

(5）“烟囱”中含有钻元素，LiCoO₂可用作一种铿离子电池的正极材料。该锉离子电池充电过程中，负极发生的反应为，正极发生之间的转化，写出放电时电池总反应方程式      。

Answer

（1）32He

（2）Cu2S CuSO4 FeS2

（3）2CaSO4·2H2O2CaO+2SO2↑+O2↑+4H2O↑

（4）ZnS(s）+Cu2+(aq） =Zn2+(aq）+CuS(s） 3.0×10-14

（5）Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C

【解析】

试题分析：（1）在元素符号的左上角是质量数，左下角是质子数，所以核素符号写成32He。

（2）根据原子守恒，所以X的化学式为Cu2S，反应中铜元素化合价降低，做氧化剂，二硫化亚铁中硫元素为-1价，降低到硫化铜的-2价，所以二硫化亚铁做氧化剂。

（3）能使品红褪色的气体为二氧化硫，所以反应方程式为：2CaSO4·2H2O2CaO+2SO2↑+O2↑+4H2O↑。

（4）硫化锌和铜离子反应生成硫化铜和锌离子，离子方程式为：ZnS(s）+Cu2+(aq） =Zn2+(aq）+CuS(s） 。反应的平衡常数=1.0×10-24/1.0×10-36=10-12，平衡常数= c（Zn2+）/ c(Cu2+），所以计算铜离子浓度=3.0×10-14。

（5）将正负极反应加和即得总反应为Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C。

考点：沉淀的转化，原电池的原理应用。氧化还原反应。