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6. 我们的祖先很早就掌握了炼铜的工艺，他们将孔雀石[主要成分是$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$]和木炭一起加热就可得到红色的铜。兴趣小组为测定某孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数，进行如下实验：称取25.0 g孔雀石样品，粉碎后放入烧杯，向其中加入200 g稀硫酸（稀硫酸过量），充分反应后称量，烧杯内物质的总质量为220.6 g（假设杂质都不与稀硫酸发生反应）。
(1)$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3} + 2H_{2}SO_{4} = 2CuSO_{4} + CO_{2}↑ + 3}$
(2)生成气体的质量是
(3)求该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数（写出计算过程）。
(1)$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3} + 2H_{2}SO_{4} = 2CuSO_{4} + CO_{2}↑ + 3}$
$\ce{H_{2}O}$
。(2)生成气体的质量是
4.4
g。(3)求该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数（写出计算过程）。
答案
(1)$\ce{H_{2}O}$ (2)4.4
(3)解:设该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量为x。
$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3} + 2H_{2}SO_{4} = 2CuSO_{4} + CO_{2}\uparrow + 3H_{2}O}$
222 44
x 4.4 g
$\dfrac{222}{44}=\dfrac{x}{4.4\ \mathrm{g}}$
$x=22.2\ \mathrm{g}$
该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数为$\dfrac{22.2\ \mathrm{g}}{25.0\ \mathrm{g}}×100\%=88.8\%$
答:该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数为88.8%。
(3)解:设该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量为x。
$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3} + 2H_{2}SO_{4} = 2CuSO_{4} + CO_{2}\uparrow + 3H_{2}O}$
222 44
x 4.4 g
$\dfrac{222}{44}=\dfrac{x}{4.4\ \mathrm{g}}$
$x=22.2\ \mathrm{g}$
该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数为$\dfrac{22.2\ \mathrm{g}}{25.0\ \mathrm{g}}×100\%=88.8\%$
答:该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数为88.8%。
解析
【分析】
本题围绕孔雀石与稀硫酸的反应展开，解题思路如下：
1. 第(1)问需利用质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目不变，补全化学方程式中缺失的物质；
2. 第(2)问根据质量守恒，反应前后烧杯内物质总质量的差值即为生成气体（CO₂）的质量；
3. 第(3)问利用化学方程式，结合生成CO₂的质量，计算出孔雀石中Cu₂(OH)₂CO₃的质量，再除以样品总质量得到其质量分数。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变：左边原子总数为2Cu、6H、13O、1C、2S，右边已有2Cu、2S、8O（来自2CuSO₄）、1C、2O（来自CO₂），剩余6H和3O，对应3个H₂O分子，故填H₂O；
(2) 反应前总质量为25.0g + 200g = 225g，反应后总质量为220.6g，生成CO₂的质量为225g - 220.6g = 4.4g；
(3) 解：设该孔雀石中Cu₂(OH)₂CO₃的质量为x。
$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3} + 2H_{2}SO_{4} = 2CuSO_{4} + CO_{2}\uparrow + 3H_{2}O}$
222 44
x 4.4 g
$\dfrac{222}{44}=\dfrac{x}{4.4\ \mathrm{g}}$
$x=22.2\ \mathrm{g}$
该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数为$\dfrac{22.2\ \mathrm{g}}{25.0\ \mathrm{g}}×100\%=88.8\%$
【答案】
(1)$\ce{H_{2}O}$；(2)4.4；(3)88.8%
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式计算、溶质质量分数计算
【点评】
本题结合古代炼铜工艺的实际情境，考查质量守恒定律的应用和化学方程式的基本计算，属于常规化学计算题型，关键是利用质量差确定生成气体的质量，再按步骤计算即可，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕孔雀石与稀硫酸的反应展开，解题思路如下：
1. 第(1)问需利用质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目不变，补全化学方程式中缺失的物质；
2. 第(2)问根据质量守恒，反应前后烧杯内物质总质量的差值即为生成气体（CO₂）的质量；
3. 第(3)问利用化学方程式，结合生成CO₂的质量，计算出孔雀石中Cu₂(OH)₂CO₃的质量，再除以样品总质量得到其质量分数。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变：左边原子总数为2Cu、6H、13O、1C、2S，右边已有2Cu、2S、8O（来自2CuSO₄）、1C、2O（来自CO₂），剩余6H和3O，对应3个H₂O分子，故填H₂O；
(2) 反应前总质量为25.0g + 200g = 225g，反应后总质量为220.6g，生成CO₂的质量为225g - 220.6g = 4.4g；
(3) 解：设该孔雀石中Cu₂(OH)₂CO₃的质量为x。
$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3} + 2H_{2}SO_{4} = 2CuSO_{4} + CO_{2}\uparrow + 3H_{2}O}$
222 44
x 4.4 g
$\dfrac{222}{44}=\dfrac{x}{4.4\ \mathrm{g}}$
$x=22.2\ \mathrm{g}$
该孔雀石中$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$的质量分数为$\dfrac{22.2\ \mathrm{g}}{25.0\ \mathrm{g}}×100\%=88.8\%$
【答案】
(1)$\ce{H_{2}O}$；(2)4.4；(3)88.8%
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式计算、溶质质量分数计算
【点评】
本题结合古代炼铜工艺的实际情境，考查质量守恒定律的应用和化学方程式的基本计算，属于常规化学计算题型，关键是利用质量差确定生成气体的质量，再按步骤计算即可，难度适中。
【难度系数】
0.6
7.工业上可以通过如图所示的工艺流程处理工厂排放的含二氧化硫的尾气，并获得硫酸（$\ce{H_{2}SO_{4}}$）和氢气。请回答下列问题。
(1)主反应器中发生反应的化学方程式为________。
(2)在整个工艺流程中，能循环利用的物质是________。
(3)尾气中$\ce{SO_{2}}$的质量分数为10％，若吸收该尾气80 t，则理论上能生产氢气的质量为多少？（写出计算过程）
(1)主反应器中发生反应的化学方程式为________。
(2)在整个工艺流程中，能循环利用的物质是________。
(3)尾气中$\ce{SO_{2}}$的质量分数为10％，若吸收该尾气80 t，则理论上能生产氢气的质量为多少？（写出计算过程）
答案
(1)$\ce{SO_{2} + 2H_{2}O + I_{2} = H_{2}SO_{4} + 2HI}$ (2)$\ce{I_{2}}$
(3)解:根据流程中的反应$\ce{SO_{2} + 2H_{2}O + I_{2} = H_{2}SO_{4} + 2HI}$，$\ce{2HI = I_{2} + H_{2}\uparrow}$，可得关系式$\ce{SO_{2} ～ H_{2}}$。
设理论上能生产氢气的质量为x。
$\ce{SO_{2} ～ H_{2}}$
64 2
$80\ \mathrm{t}×10\%$ x
$\dfrac{64}{2}=\dfrac{80\ \mathrm{t}×10\%}{x}$
$x=0.25\ \mathrm{t}$
答:理论上能生产氢气的质量为0.25 t。
(3)解:根据流程中的反应$\ce{SO_{2} + 2H_{2}O + I_{2} = H_{2}SO_{4} + 2HI}$，$\ce{2HI = I_{2} + H_{2}\uparrow}$，可得关系式$\ce{SO_{2} ～ H_{2}}$。
设理论上能生产氢气的质量为x。
$\ce{SO_{2} ～ H_{2}}$
64 2
$80\ \mathrm{t}×10\%$ x
$\dfrac{64}{2}=\dfrac{80\ \mathrm{t}×10\%}{x}$
$x=0.25\ \mathrm{t}$
答:理论上能生产氢气的质量为0.25 t。
解析
【分析】
首先分析主反应器的反应物与生成物，依据原子守恒配平化学方程式；其次观察流程图中物质的流向，判断循环利用的物质；最后梳理流程中的反应关系，找出SO₂与H₂的质量对应关系，结合尾气中SO₂的质量分数，通过化学计算求出氢气的质量。
【解析】
(1) 主反应器中，反应物为$\ce{SO_{2}}$、$\ce{H_{2}O}$、$\ce{I_{2}}$，生成物为$\ce{H_{2}SO_{4}}$和$\ce{HI}$，根据原子守恒配平，化学方程式为$\ce{SO_{2} + 2H_{2}O + I_{2} = H_{2}SO_{4} + 2HI}$。
(2) 从流程图可知，$\ce{I_{2}}$在膜反应器中生成后，重新进入主反应器参与反应，因此能循环利用的物质是$\ce{I_{2}}$。
(3) 根据流程中的两个反应：$\ce{SO_{2} + 2H_{2}O + I_{2} = H_{2}SO_{4} + 2HI}$、$\ce{2HI = I_{2} + H_{2}\uparrow}$，可得关系式$\ce{SO_{2} ～ H_{2}}$。
设理论上能生产氢气的质量为$x$。
$\ce{SO_{2} ～ H_{2}}$
64 2
$80\ \mathrm{t}×10\%$ $x$
$\dfrac{64}{2}=\dfrac{80\ \mathrm{t}×10\%}{x}$
解得$x=0.25\ \mathrm{t}$。
【答案】
(1)$\ce{SO_{2} + 2H_{2}O + I_{2} = H_{2}SO_{4} + 2HI}$；(2)$\ce{I_{2}}$；(3)0.25 t
【知识点】
化学方程式书写、物质循环利用、化学方程式计算
【点评】
本题结合工业处理含$\ce{SO_{2}}$尾气的工艺流程，综合考查化学方程式书写、物质循环判断和化学计算，侧重考查学生对工艺流程的分析能力和化学计算能力，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先分析主反应器的反应物与生成物，依据原子守恒配平化学方程式；其次观察流程图中物质的流向，判断循环利用的物质；最后梳理流程中的反应关系，找出SO₂与H₂的质量对应关系，结合尾气中SO₂的质量分数，通过化学计算求出氢气的质量。
【解析】
(1) 主反应器中，反应物为$\ce{SO_{2}}$、$\ce{H_{2}O}$、$\ce{I_{2}}$，生成物为$\ce{H_{2}SO_{4}}$和$\ce{HI}$，根据原子守恒配平，化学方程式为$\ce{SO_{2} + 2H_{2}O + I_{2} = H_{2}SO_{4} + 2HI}$。
(2) 从流程图可知，$\ce{I_{2}}$在膜反应器中生成后，重新进入主反应器参与反应，因此能循环利用的物质是$\ce{I_{2}}$。
(3) 根据流程中的两个反应：$\ce{SO_{2} + 2H_{2}O + I_{2} = H_{2}SO_{4} + 2HI}$、$\ce{2HI = I_{2} + H_{2}\uparrow}$，可得关系式$\ce{SO_{2} ～ H_{2}}$。
设理论上能生产氢气的质量为$x$。
$\ce{SO_{2} ～ H_{2}}$
64 2
$80\ \mathrm{t}×10\%$ $x$
$\dfrac{64}{2}=\dfrac{80\ \mathrm{t}×10\%}{x}$
解得$x=0.25\ \mathrm{t}$。
【答案】
(1)$\ce{SO_{2} + 2H_{2}O + I_{2} = H_{2}SO_{4} + 2HI}$；(2)$\ce{I_{2}}$；(3)0.25 t
【知识点】
化学方程式书写、物质循环利用、化学方程式计算
【点评】
本题结合工业处理含$\ce{SO_{2}}$尾气的工艺流程，综合考查化学方程式书写、物质循环判断和化学计算，侧重考查学生对工艺流程的分析能力和化学计算能力，难度适中。
【难度系数】
0.6
