Question

（12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：14CuSO₄＋5FeS₂＋12H₂O﹦7X＋5FeSO₄＋12H₂SO₄，X的化学式是              ，氧化剂是             。

（3）“烟囱”外壁含有石膏（CaSO₄﹒2H₂O），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               ；

（5）“烟囱”中含有钻元素，LiCoO₂可用作一种锂离子电池的正极材料。该锂离子电池充电过程中，负极发生的反应为6C＋xLi^＋＋xe-﹦Li_xC₆，正极发生LiCoO₂与Li_1-xCoO₂之间的转化，写出放电时电池总反应方程式              。

Answer

（1）3 2He；（2）Cu2S， CuSO4 、FeS2 ；（3）2CaSO4·2H2O2CaO+2SO2↑+O2↑+4H2O↑；（4）ZnS(s）+Cu2+(aq） =Zn2+(aq）+CuS(s）；（5）Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C。

【解析】

试题分析：（1）核素体现质量数和质子数，则质量数=质子数＋中子数=3，质子数为2，此元素为He，即核素为3 2He；（2）根据化学反应遵循原子个数守恒和元素守恒，反应后缺少14个Cu，7个S，则X为Cu2S，氧化剂的化合价降低，Cu由＋2→＋1，因此CuSO4属于氧化剂，FeS2中的S由－1价→Cu2S的－2价，化合价降低，则FeS2作氧化剂；(3)其中一种气体能使品红溶液褪色，说明此气体为SO2，则CaSO4·2H2O→CaO＋H2O＋SO2↑＋Y，其中S由＋6→＋4，化合价降低，必然有化合价的升高，因此只能是氧元素，由－2→0，即生成了O2，则反应方程式为2CaSO4·2H2O2CaO+2SO2↑+O2↑+4H2O↑；（4）ZnS转化成CuS，说明CuS比ZnS更难溶，两者都是难溶物，离子反应中不能拆写，则离子反应方程式为）ZnS(s）+Cu2+(aq） =Zn2+(aq）+CuS(s）；（5）C充电时正极电极反应式为：LiCOO2－xe－=xLi＋＋Li1－xCOO2，放电时电极反应式与充电是电极反应式相反，即放电时负极电极反应式为LixC6－xe－=xLi＋＋6C，正极上的电极反应式为Li1－xCOO2＋xLi＋＋xe－=LiCOO2，两式相加得到Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C。

考点：考查沉淀转化、原电池的原理、氧化还原反应、核素等知识。