### 第1题 炼丹与化学（22分）
#### 1-1 写出“灰狼”A、灰白色金属 B 和“矿渣”C 的化学式。
- **A（灰狼）**：Sb₂S₃（三硫化二锑，辉锑矿）
- **B（灰白色金属）**：Sb（锑）
- **C（矿渣）**：CuS（硫化铜）
**解析**：
根据反应消耗0.7826 g Cu生成1.000 g Sb，计算得摩尔比为3:2（Cu:Sb），符合反应式：
**Sb₂S₃ + 3Cu → 2Sb + 3CuS**
矿渣CuS为二元化合物（1:1），难溶于水和稀盐酸。
---
#### 1-2 确定各物质名称：
- **D（经过玫瑰的国王）**：金（Au）
- **E（老鹰）**：氯化铵（NH₄Cl）
- **F（冷龙）**：硝酸钾（KNO₃）
- **G（矿泉浴）**：王水（HNO₃与HCl的混合酸）
- **H（公鸡）**：氯金酸（HAuCl₄）
**解析**：
- **D**：灰狼（Sb₂S₃）与金（“国王”）反复反应提纯，得到纯金。
- **E**：NH₄Cl易升华，分解为NH₃（碱性）和HCl（酸性）。
- **F**：KNO₃溶解吸热，用于黑火药。
- **G**：加热E和F生成的气体（NH₃、HCl、NOx）溶于水形成王水。
- **H**：金溶于王水生成氯金酸，蒸干后得此化合物。
---
#### 1-3 计算分解反应的标准平衡常数和标准电动势
**分解反应**：假设H（HAuCl₄）分解为Au和Cl₂：
**2HAuCl₄ → 2Au + 3Cl₂↑ + 2HCl↑**（简化后计量比相同）
**计算**：
- **ΔG°** = ΔH° - TΔS° = 77.4×10³ J - 523.15 K × 161.1 J/K ≈ -6854 J/mol
- **平衡常数**：
\( K = e^{-\Delta G^\circ/(RT)} = e^{6854/(8.3145×523.15)} ≈ 4.83 \)
- **标准电动势**（假设n=6，Cl⁻→Cl₂）：
\( E^\circ = -\Delta G^\circ/(nF) = 6854/(6×96485) ≈ 0.0118 \, \text{V} \)
**答案**：
- **标准平衡常数**：\( K^\circ \approx 4.83 \)
- **标准电动势**：\( E^\circ \approx 0.0118 \, \text{V} \)
---
**注**：分解反应的具体配平可能因题目假设不同而调整，但关键计算步骤基于ΔG°与热力学公式。
#### 1-1 写出“灰狼”A、灰白色金属 B 和“矿渣”C 的化学式。
- **A（灰狼）**：Sb₂S₃（三硫化二锑，辉锑矿）
- **B（灰白色金属）**：Sb（锑）
- **C（矿渣）**：CuS（硫化铜）
**解析**：
根据反应消耗0.7826 g Cu生成1.000 g Sb，计算得摩尔比为3:2（Cu:Sb），符合反应式：
**Sb₂S₃ + 3Cu → 2Sb + 3CuS**
矿渣CuS为二元化合物（1:1），难溶于水和稀盐酸。
---
#### 1-2 确定各物质名称：
- **D（经过玫瑰的国王）**：金（Au）
- **E（老鹰）**：氯化铵（NH₄Cl）
- **F（冷龙）**：硝酸钾（KNO₃）
- **G（矿泉浴）**：王水（HNO₃与HCl的混合酸）
- **H（公鸡）**：氯金酸（HAuCl₄）
**解析**：
- **D**：灰狼（Sb₂S₃）与金（“国王”）反复反应提纯，得到纯金。
- **E**：NH₄Cl易升华，分解为NH₃（碱性）和HCl（酸性）。
- **F**：KNO₃溶解吸热，用于黑火药。
- **G**：加热E和F生成的气体（NH₃、HCl、NOx）溶于水形成王水。
- **H**：金溶于王水生成氯金酸，蒸干后得此化合物。
---
#### 1-3 计算分解反应的标准平衡常数和标准电动势
**分解反应**：假设H（HAuCl₄）分解为Au和Cl₂：
**2HAuCl₄ → 2Au + 3Cl₂↑ + 2HCl↑**（简化后计量比相同）
**计算**：
- **ΔG°** = ΔH° - TΔS° = 77.4×10³ J - 523.15 K × 161.1 J/K ≈ -6854 J/mol
- **平衡常数**：
\( K = e^{-\Delta G^\circ/(RT)} = e^{6854/(8.3145×523.15)} ≈ 4.83 \)
- **标准电动势**（假设n=6，Cl⁻→Cl₂）：
\( E^\circ = -\Delta G^\circ/(nF) = 6854/(6×96485) ≈ 0.0118 \, \text{V} \)
**答案**：
- **标准平衡常数**：\( K^\circ \approx 4.83 \)
- **标准电动势**：\( E^\circ \approx 0.0118 \, \text{V} \)
---
**注**：分解反应的具体配平可能因题目假设不同而调整，但关键计算步骤基于ΔG°与热力学公式。
