【題目】某實驗小組同學對影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應產(chǎn)物的因素進行了如下探究。
(查閱資料)
①Cu(OH)2(s) Cu2+ + 2OH- Ksp = 2.2×10-20; Cu2+ + 4NH3 K = 4.8×10-14
②Cu(NH3)4SO4·H2O 是一種易溶于水、難溶于乙醇的深藍色固體, 加熱分解有氨氣放出。Cu(NH3)4SO4·H2O 在乙醇-水混合溶劑中的溶解度如下圖所示。
(實驗 1)CuSO4 溶液和濃氨水的反應。
序號 | 實驗內(nèi)容 | 實驗現(xiàn)象 |
1-1 | 向 2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2)中逐滴加入 2 mL 1 mol/L 氨水 | 立即出現(xiàn)淺藍色沉淀,溶液變無色; 隨后沉淀逐漸溶解,溶液變?yōu)樗{色;最終得到澄清透明的深藍色溶液 A |
1-2 | 向 2 mL 1 mol/L 氨水中逐滴加入 2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2) | 始終為澄清透明的深藍色溶液 B |
(1)進一步實驗證明,深藍色溶液 A、B 中均含有,相應的實驗方案為______________________(寫出實驗操作及現(xiàn)象)。
(實驗 2)探究影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應產(chǎn)物的因素。
序號 | 實驗內(nèi)容 | 實驗現(xiàn)象 |
2-1 | 向?qū)嶒?/span> 1-2 所得深藍色溶液 B 中繼續(xù)加入 2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2) | 有淺藍色沉淀生成,溶液顏色變淺 |
2-2 | 向?qū)嶒?/span> 1-2 所得深藍色溶液 B 中繼續(xù)加入 1 mol/L NaOH | 有淺藍色沉淀生成,上層清液接近無色 |
2-3 | 向 2 mL 0.1 mol/L 氨水中逐滴加入2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2) | 有淺藍色沉淀生成,上層清液接近無色 |
(2)依據(jù)實驗 2-1,甲同學認為 Cu2+濃度是影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應產(chǎn)物的因素之一。乙同學認為實驗 2-1 沒有排除硫酸銅溶液呈酸性的干擾,并設計了如下對比實驗:
序號 | 實驗內(nèi)容 | 實驗現(xiàn)象 |
2-4 | 向?qū)嶒?/span> 1-2 所得深藍色溶液 B 中繼續(xù)加入 2 mL 試劑 a | 無明顯現(xiàn)象 |
①用化學用語表示硫酸銅溶液呈酸性的原因:___________________________。
②試劑 a 為 ___________________________。
(3)利用平衡移動原理對實驗 2-2 的現(xiàn)象進行解釋:____________________________。
(4)實驗 2-3 的目的是__________________________。
(5)綜合上述實驗可以推測, 影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應產(chǎn)物的因素有________________________。
【答案】向深藍色溶液中加入大量乙醇,出現(xiàn)深藍色沉淀,過濾洗滌沉淀后,將沉淀置于試管中加熱,并將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口,觀察到紅色的石蕊試紙變藍 Cu2+ +2H2OCu(OH)2+2H+ c(SO42-)= 0.1 mol/L且pH=3.2的硫酸—硫酸鈉混合溶液 存在 Cu2+ + 4NH3,當加入氫氧化鈉溶液,氫氧根離子和銅離子結合成氫氧化銅淺藍色沉淀,使平衡向右移動,濃度降低,溶液變?yōu)闊o色 與實驗 1-2對比,探究其它條件相同的情況下,氨水濃度對反應產(chǎn)物的影響; 銅離子的濃度、溶液的堿性、氨水的濃度(或氨水的濃度、硫酸銅和氨水的相對用量)
【解析】
根據(jù)控制變量法分析影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應產(chǎn)物的因素。
(1)因為Cu(NH3)4SO4·H2O是一種易溶于水、難溶于乙醇的深藍色固體, 加熱分解有氨氣放出,所以檢驗溶液 A、B 中均含有,向溶液中加入大量乙醇,出現(xiàn)深藍色沉淀,過濾洗滌沉淀后,將沉淀置于試管中加熱,并將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口,觀察到紅色的石蕊試紙變藍;
(2)①硫酸銅是強酸弱堿鹽,銅離子水解使溶液顯酸性,水解的離子方程式是Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+;
②跟據(jù)乙同學認為實驗 2-1 沒有排除硫酸銅溶液呈酸性的干擾,根據(jù)控制變量法,應設計一個對比實驗,對比在沒有Cu2+且c(SO42-)和pH相同的條件下對反應產(chǎn)物的影響,所以可以加入c(SO42-)= 0.1 mol/L且pH=3.2的硫酸—硫酸鈉混合溶液,排除酸性溶液的干擾;
(3) Cu2++ 4NH3是可逆反應,當加入氫氧化鈉溶液時,銅離子與氫氧根離子反應生成氫氧化銅沉淀,使銅離子濃度減少,依據(jù)勒夏特列原理,平衡向向右移動,濃度降低,溶液變?yōu)闊o色;
(4)實驗 2-3是對比實驗,與實驗 1-2對比,探究其它條件相同的情況下,氨水濃度對反應產(chǎn)物的影響;
(5)有實驗2-1、2-2、2-3可以推測,影響CuSO4 溶液和濃氨水反應產(chǎn)物的因素有銅離子的濃度、溶液的堿性、氨水的濃度(或氨水的濃度、硫酸銅和氨水的相對用量)。
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【題目】為達到下列實驗目的,對應的實驗方法以及相關解釋均正確的是
選項 | 實驗目的 | 實驗方法 | 相關解釋 |
A | 測量氯水的pH | pH試紙遇酸變紅 | |
B | 探究正戊烷C5H12催化裂解 | C5H12裂解為分子較小的烷烴和烯烴 | |
C | 實驗溫度對平衡移動的影響 | 2NO2N2O4為放熱反應,升溫平衡逆向移動 | |
D | 用AlCl3溶液制備AlCl3晶體 | AlCl3沸點高于溶劑水 |
A.AB.BC.CD.D
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【題目】利用小粒徑零價鐵(ZVI)的電化學腐蝕處理三氯乙烯,進行水體修復的過程如圖所示。H+、O2、等共存物的存在會影響水體修復效果,定義單位時間內(nèi)ZVI釋放電子的物質(zhì)的量為nt,其中用于有效腐蝕的電子的物質(zhì)的量ne。下列說法錯誤的是
A.反應①②③④均在正極發(fā)生
B.④的電極反應式為+10H++8e-=+3H2O
C.單位時間內(nèi),三氯乙烯脫去amolCl時ne=amol
D.增大單位體積水體中小微粒ZVI的投入量,可使nt增大
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【題目】氮的氧化物是大氣污染物之一,用活性炭或一氧化碳還原氮氧化物,可防止空氣污染。回答下列問題:
已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181 kJ/mol
(1)若某反應的平衡常數(shù)表達式為K=,請寫出此反應的熱化學方程式:_______;下列措施能夠增大此反應中NO的轉化率的是(填字母代號)____________。
a.增大容器壓強 b.升高溫度 c.使用優(yōu)質(zhì)催化劑 d.增大CO的濃度
(2)向容積為2L的密閉容器中加入活性炭(足量)和NO,發(fā)生反應C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),NO和N2的物質(zhì)的量變化如下表所示。
物質(zhì)的量/mol | T1/℃ | T2/℃ | |||||
0 | 5 min | 10 min | 15 min | 20 min | 25 min | 30 min | |
NO | 2.0 | 1.16 | 0.80 | 0.80 | 0.50 | 0.40 | 0.40 |
N2 | 0 | 0.42 | 0.60 | 0.60 | 0.75 | 0.80 | 0.80 |
①0~5min內(nèi),以CO2表示的該反應速率v(CO2)=______,該條件下的平衡常數(shù)K=_____。
②第15 min后,溫度調(diào)整到T2,數(shù)據(jù)變化如上表所示,則T1_______T2(填“>”、“<”或“=”)。
③若30min時,保持T2不變,向該容器中再加入該四種反應混合物各2 mol,則此時反應_______移動(填“正向”
(3)工業(yè)上可以用氨水除去反應C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)中產(chǎn)生的CO2,得到NH4HCO3溶液,反應NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K=____________。(已知常溫下NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=2×10-5,H2CO3的電離平衡常數(shù)Ka1=4×10-7,Ka2=4×10-11,水的離子積常數(shù)Kw=1×10-14)
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【題目】液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小,無需氣體存儲裝置等優(yōu)點。一種以肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖所示。該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑,KOH作為電解質(zhì)。下列關于該燃料電池的敘述不正確的是
A. 電流從右側電極經(jīng)過負載后流向左側電極
B. 負極發(fā)生的電極反應式為N2H4+4OH--4e-===N2+4H2O
C. 該燃料電池的電極材料應采用多孔導電材料,以提高電極反應物質(zhì)在電極表面的吸附量,并使它們與電解質(zhì)溶液充分接觸
D. 該燃料電池持續(xù)放電時,正極發(fā)生氧化反應,pH減小
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【題目】電解100mL含c(H+)=0.3mol/L的下列溶液,當電路中通過0.04mol電子時,理論上析出金屬質(zhì)量最大的是( )
A. 0.10mol/LAg+B. 0.20mol/LZn2+C. 0.20mol/LCu2+D. 0.20mol/LPb2+
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【題目】利用如圖所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO2,并用陰極排出的溶液吸收NO2。下列說法正確的是
A. a為直流電源的負極
B. 陰極的電極反應式為2HSO3-+2H++e-=S2O42-+2H2O
C. 陽極的電極反應式為SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
D. 電解時,H+由陰極室通過陽離子交換膜到陽極室
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【題目】有下列幾組物質(zhì):
A.H、D、T B.C、C、C C.O2、O3 D.金剛石與石墨 E.
F. G.
(填對應字母)
(1)屬于同位素的有___________________________;
(2)屬于同素異形體的有_______________________;
(3)屬于同分異構體的有______________________;
(4)屬于同系物的有__________________________;
(5)屬于同一種物質(zhì)的有______________________;
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【題目】丙烯是一種重要的化工原料?捎杀榇呋摎渲苽。
主反應:①C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) ΔH1
副反應:②C3H8(g)=C2H4(g)+CH4(g)
③C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)
④C3H8(g)+H2(g)=C2H6(g)+CH4(g)
回答下列問題:
(1)已知:C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+H2O(g) ΔH2=-117kJ/mol
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH3=-242kJ/mol。反應①的ΔH1=___。
(2)某溫度下,在體積不變的密閉容器內(nèi)發(fā)生反應①,起始總壓強為105Pa,平衡時總壓增加了20%。則C3H8的轉化率為___;該反應的平衡常數(shù)Kp=___Pa。若提高C3H8的平衡轉化率,可采取的措施有___(填標號)。
A.增大C3H8的濃度
B.提高溫度
C.恒容下通入惰性氣體
D.使用高效催化劑
(3)工業(yè)生產(chǎn)中常采用恒壓下充入高溫水蒸氣的條件。如圖表示常壓下反應①C3H8的平衡轉化率與溫度及水烴比(M)的關系,M2___5(填“>”或“<”)。
(4)已知高溫下C-C鍵斷裂反應比C-H鍵斷裂的脫氫反應容易發(fā)生,這將導致丙烯選擇性降低;同時高溫加劇催化劑表面積炭,導致催化劑迅速失活。在生產(chǎn)中充入CO2的作用之一是利于催化劑活性保持,其原因是___。反應氣中的配比對催化劑活性的影響如表所示。其中C3H6收率最高時的配比是___。
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