【題目】納米級(jí)Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注,下表為制取Cu2O的三種方法:

(1)已知:2Cu (s)+O2(g) =Cu2O(s) H=-a kJ·mol-1

C (s)+O2(g) =CO (g) H=-b kJ·mol-1

Cu (s)+O2(g) =CuO (s) H=-c kJ·mol-1

則方法I發(fā)生的反應(yīng):2CuO(s) +C(s) =Cu2O(s)+CO(g);H__________kJ·mol-1

(2)工業(yè)上很少用方法I制取Cu2O,是由于方法I反應(yīng)條件不易控制,若控溫不當(dāng),會(huì)降低Cu2O產(chǎn)率,請(qǐng)分析原因:__________________。

(3)方法II為加熱條件下用液態(tài)肼(N2H4)逐原新制Cu (OH)2來制備納米級(jí)Cu2O,同時(shí)放出N2,該制法的化學(xué)方程式為____________________。

(4)方法III采用離子交換膜控制電解液中OH-的濃度而制備納米Cu2O,裝置如圖所示,寫出電極反應(yīng)式并說明該裝置制備Cu2O的原理________________________。

(5)在相同的密閉容器中,用以上兩種方法制得的Cu2O分別進(jìn)行催化分解水的實(shí)驗(yàn):

2H2O(g) 2H2(g) + O2(g) H>O,水蒸氣的濃度(mol/L)隨時(shí)間t(min)變化如下表所示

下列敘述正確的是_________(填字母代號(hào)).

a.實(shí)驗(yàn)的溫度:T2<T1

b.實(shí)驗(yàn)前20min的平均反應(yīng)速率v(O2)=7×10- 5mol/(L·min)

c.實(shí)驗(yàn)比實(shí)驗(yàn)所用的Cu2O催化效率高

d.實(shí)驗(yàn)、的化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系:K1=K2<K3

【答案】(1)2c -a-b;(2)若溫度不當(dāng),會(huì)生成Cu;

(3)4Cu (OH)2+N2H42Cu2O+6H2O+N2

(4)陰極電極反應(yīng):2H++2e-= H2,c(OH-)增大,通過陰離子交換膜進(jìn)入陽極室,陽極電極反應(yīng):

2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O,獲得Cu2O; (5)cd

【解析】

試題分析:(1)已知:2Cu (s)+O2(g) =Cu2O(s) H=-a kJ·mol-1

C (s)+O2(g) =CO (g) H=-b kJ·mol-1

Cu (s)+O2(g) =CuO (s) H=-c kJ·mol-1

則關(guān)鍵蓋斯定律可知③×2-

即可得到反應(yīng)2CuO(s) +C (s) =Cu2O(s)+CO(g)的H=(2c -a-b) kJ·mol-1。

2)方法中在高溫下碳有可能把氧化銅還原為金屬銅而使氧化亞銅的產(chǎn)率降低。

3根據(jù)題目信息:液態(tài)肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2來制備納米級(jí)Cu2O,同時(shí)放出N2,根據(jù)原子守恒可得出化學(xué)方程式為4Cu(OH)2+N2H42Cu2O+N2↑+6H2O。

4電解池中陰極得到電子,電極反應(yīng)為2H++2e-= H2,c(OH-)增大,通過陰離子交換膜進(jìn)入陽極室,陽極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),銅電極和電源的正極相連,作陽極,銅本身發(fā)生失電子,在堿性環(huán)境下,金屬銅失去電子生成氧化亞銅的電極反應(yīng)式為2Cu 2e 2OH Cu2O H2O。

(5)a、實(shí)驗(yàn)溫度越高達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)水蒸氣轉(zhuǎn)化率越大,相比,轉(zhuǎn)化率高所以T2>T1,a錯(cuò)誤;b、根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知實(shí)驗(yàn)前20min的平均反應(yīng)速率v(H2Oc÷△t=(0.05mol/L0.0486mol/L÷20min=7×10-5 mol/(L·min),則根據(jù)反應(yīng)速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知氧氣表示的反應(yīng)速率為7×10-5 mol/(L·min)/2=3.5×10-5 mol/(L·min),b錯(cuò)誤c、化學(xué)平衡狀態(tài)未改變,反應(yīng)速率加快,則是加入了催化劑,催化劑的活性越高,速率越快,在相等時(shí)間內(nèi),中水蒸氣的濃度變化比快,催化劑的催化效率:實(shí)驗(yàn)<實(shí)驗(yàn),c正確;d、正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,平衡常數(shù)增大,則實(shí)驗(yàn)、的化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系:K1=K2<K3,d正確,答案選cd。

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已知①2LiAlSi2O6+H2SO4Li2SO4+Al2O34SiO2H2O

②Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氫氧化物形式完全沉淀時(shí),溶液的pH分別為3.2、4.7、9.0和11.1

③某些物質(zhì)的溶解度S如下表

請(qǐng)回答下列問題:

1鋰輝石用濃硫酸浸取之前要粉碎成細(xì)顆粒的目的是 。

2濾液a中含有Li+、SO42-,另含有Fe3+、Al3+、Fe2+ Mg2+ 、Ca2+ 、Na+等雜質(zhì),步驟需在攪拌下加入石灰石以調(diào)節(jié)溶液的pH到6.06.5,此時(shí)沉淀的雜質(zhì)離子有 ;石灰石調(diào)節(jié)溶液pH的原理的離子方程式為 。

3步驟在濾液a中加入的除雜劑依次為適量的H2O2溶液,石灰乳和Na2CO3溶液,發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為 。

4步驟中加入飽和Na2CO3溶液過濾后需要用熱水洗滌的原因是

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1)聯(lián)氨分子的電子式為_____________。

2①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH1

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③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3

④2N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) ΔH4=1048.9kJ/mol

上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為ΔH4=__________,聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進(jìn)劑的主要原因?yàn)?/span>______________。

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請(qǐng)回答:

(1寫出步驟Ⅰ反應(yīng)的離子方程式:_________________________。

(2步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是____________。

(3進(jìn)行步驟Ⅱ時(shí),該小組用如圖所示裝置及試劑制取CO2并將制得的氣體通入溶液A中。一段時(shí)間后,觀察到燒杯中產(chǎn)生的白色沉淀會(huì)逐漸減少。為了避免固體C減少,可采取的改進(jìn)措施是____________________。

(4用固體F制備CuSO4溶液,可設(shè)計(jì)以下三種途徑:

寫出途徑②中反應(yīng)的離子方程式:__________________________,

請(qǐng)選出你認(rèn)為的最佳途徑并說明選擇的理由:______________________________。

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A. 上述過程中,A燒瓶?jī)?nèi)正、逆反應(yīng)速率均加快

B. 上述過程中,B燒瓶?jī)?nèi)cNO2)減小,cN2O4)增大

C. 上述過程中,AB燒瓶?jī)?nèi)氣體密度均保持不變

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已知1NH42CO32NH3↑+CO2↑+H2O

2K2SO4、KCl熱穩(wěn)定性好,KCl溶解度隨溫度變化不大;

根據(jù)以上信息,回答下列問題:

1步驟加熱的目的是:______________;此操作可選擇在______________填儀器名稱中進(jìn)行;

2步驟不用硝酸鋇溶液,其理由是_________________;

3進(jìn)行步驟時(shí),簡(jiǎn)述判斷SO42-是否除盡的實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論:____________;

4步驟所加試劑M為:_______________,其目的是_________________;

5操作S的名稱是__________________

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