【題目】1.
納米級(jí)Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而備受關(guān)注,下表為制取納米級(jí)Cu2O的三種方法:
窗體頂端
方法Ⅰ | 用炭粉在高溫條件下還原CuO |
方法Ⅱ | 電解法,反應(yīng)為2Cu+H2OCu2O+H2↑。 |
方法Ⅲ | 用肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2 |
(1)工業(yè)上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ,其原因是反應(yīng)條件不易控制,若控溫不當(dāng)易生成________而使Cu2O產(chǎn)率降低。
(2)已知:2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s) △H =-akJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H =-bkJ·mol-1
Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s) △H =-ckJ·mol-1
則方法Ⅰ發(fā)生的反應(yīng):2CuO(s)+C(s)= Cu2O(s)+CO(g);△H =_____。
(3)方法Ⅱ采用離子交換膜控制電解液中OH-的濃度而制備納米Cu2O,電解裝置如下圖所示。
①陰極上的產(chǎn)物是________ 。
②陽極生成Cu2O,其電極反應(yīng)式為_________。
(4)方法Ⅲ為加熱條件下用液態(tài)肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2來制備納米級(jí)Cu2O,同時(shí)放出N2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。
(5)肼又稱聯(lián)氨,易溶于水,是與氨類似的弱堿,用電離方程式表示肼的水溶液顯堿性的原因______。
(6)向1L恒容密閉容器中充入0.1molN2H4,在30℃、Ni-Pt催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)N2H4(g)N2(g)+2H2(g),測(cè)得混合物體系中,(用y表示)與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。0-4min時(shí)間內(nèi)H2的平均生成速率v(H2)=____mol/(L·min);該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)=_______。
(7)肼-空氣清潔燃料電池是一種堿性燃料電池,電解質(zhì)溶液時(shí)20%-30%的KOH溶液。肼-空氣燃料電池放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式是_________。電池工作一點(diǎn)時(shí)間后,電解質(zhì)溶液的pH將_______(填“增大”、“減小”、“不變”)。
【答案】 Cu -(a+b-2c)kJ/mol(寫成+(a-b+2c)kJ/mol也可) H2 2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O 4Cu(OH)2+ N2H42Cu2O + N2↑ + 6H2O N2H4+H2ON2H5++OH- 0.025 0.01 N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O 減小
【解析】(1)工業(yè)上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ,其原因是反應(yīng)條件不易控制,若控溫不當(dāng)氧化銅被還原為銅而使Cu2O產(chǎn)率降低;(2)已知:①2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s) △H =-akJ·mol-1,②C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H =-bkJ·mol-1,③Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s) △H =-ckJ·mol-1,則根據(jù)蓋斯定律可知①+②-③×2即得到反應(yīng)2CuO(s)+C(s)= Cu2O(s)+CO(g)△H =-(a+b-2c)kJ/mol;(3)①陰極上是氫離子放電產(chǎn)生氫氣,則陰極的產(chǎn)物是氫氣。②在電解池中,當(dāng)陽極是活潑電極時(shí),該電極本身發(fā)生失電子的還原反應(yīng),在堿性環(huán)境下,金屬銅失去電子的電極反應(yīng)為2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O;(4)方法Ⅲ為加熱條件下用液態(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)電子得失守恒和原子守恒可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Cu(OH)2+ N2H42Cu2O + N2↑ + 6H2O;(5)根據(jù)一水合氨的電離方程式可知肼的電離方程式為N2H4+H2ON2H5++OH-;(6)設(shè)平衡時(shí)n(N2)=a,n(H2)=2a,n(N2H4)=0.1 mol-a,則:3a=3.0×(0.1 mol-a),a=0.05 mol,υ(H2)=0.05mol×2/(1L×4min)=0.025mol/(Lmin),K=c(N2)×c2(H2)/c(N2H4)=0.05×(0.05×2)2/(0.10.05)=0.01;(7)原電池中負(fù)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng),則肼-空氣清潔燃料電池肼在負(fù)極通入,溶液顯堿性,則負(fù)極的電極反應(yīng)式是N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O;正極氧氣得到電子,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-,反應(yīng)后生成水和氮?dú),則電池工作一點(diǎn)時(shí)間后,電解質(zhì)溶液的pH將減小。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在酸性的無色透明溶液中能夠大量共存的是
A.NH4+ 、Fe3+、SO42-、Cl- B.Mg2+、Ag+、CO32-、Cl-
C.K+、NH4+、SO42-、Cl- D.K+、Na+、NO3-、HCO3-
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【題目】常溫下,向10mL 0.1mol·L﹣1 NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L﹣1的CH3COOH溶液,其pH逐漸減小,圖中a、b、c三點(diǎn)的pH為實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得。下列有關(guān)說法中一定正確的是
A.當(dāng)7<pH<13時(shí),溶液中c(Na+)>c(CH3COO﹣)>c(OH﹣)>c(H+)
B.當(dāng)pH=7時(shí),所加CH3COOH溶液的體積為10 mL
C.當(dāng)5<pH<7時(shí),溶液中c(CH3COO﹣)>c(Na+)
D.繼續(xù)滴加0.1 mol·L﹣1的CH3COOH溶液,溶液的pH最終可以變化至1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】關(guān)于沉淀溶解平衡和溶度積常數(shù),下列說法不正確的是
A.將飽和Na2SO4溶液加入到飽和石灰水中,有白色沉淀產(chǎn)生,說明Ksp[Ca(OH)2]大于Ksp(CaSO4)
B.Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān),而與溶液中的離子濃度無關(guān)
C.已知25℃時(shí),Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,該溫度下反應(yīng)Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常數(shù)K=4.0×10-4
D.已知25℃時(shí),Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,在MgCl2溶液中加入氨水,測(cè)得混合液的pH=11,則溶液中的c(Mg2+)為1.8×10-5molL-1
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【題目】ClO2是一種安全殺菌消毒效率高的水處理劑。通過如下反應(yīng)可制得ClO2:2NaClO3+H2SO4+SO2===2ClO2+2NaHSO4。下列敘述正確的是
A. NaClO3是還原劑 B. SO2被還原
C. NaClO3發(fā)生氧化反應(yīng) D. H2SO4既不是氧化劑,也不是還原劑
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【題目】X、Y、Z、M、W為五種短周期元素,X、Y、Z是原子序數(shù)依次遞增的同周期元素,且最外層電子數(shù)之和為15,X與Z可形成XZ2分子;丫與M形成的氣態(tài)化合物在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為0.76g·L-1; W的質(zhì)子數(shù)是X、Y、Z、M四種元素質(zhì)子數(shù)之和的,下列說法正確的是
A. 原子半徑:W>Z>Y>X>M
B. YZ2溶于水形成的溶液具有較強(qiáng)的氧化性
C. 由X、Y、Z、M四種元素形成的化合物一定既有離子鍵,又有共價(jià)鍵
D. 1 molWM溶于足量水中完全反應(yīng)共轉(zhuǎn)移2mol電子
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【題目】下列說法中,正確的是
A. 1mol O的質(zhì)量是32g·mol-1 B. OH-的摩爾質(zhì)量是17 g
C. 1mol H2O的質(zhì)量18g·mol-1 D. CO2的摩爾質(zhì)量是44g·mol-1
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【題目】金屬鈦性能優(yōu)越,被譽(yù)為繼Fe、Al后應(yīng)用廣泛的“第三金屬”。
(1)Ti基態(tài)原子的電子排布式為____________。
(2)Ti能與B、C、N、O等非金屬元素形成穩(wěn)定的化合物,B、C、N的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>_____;C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>_____________。
(3)N的氫化物常作制冷劑,原因是______________。
(4)月球巖石—玄武巖的主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO3)。FeTiO3與80%的硫酸反應(yīng)可生成TiOSO4。
SO42-的空間構(gòu)型為_______形。其中硫原子采用_________雜化,寫出SO42-的一種等電子體的化學(xué)式:______。
(5)Ti、Ca、O相互作用能形成如圖晶體結(jié)構(gòu)(Ti4+位于立方體的頂點(diǎn)、Ca2+位于立方體體心),該晶體的化學(xué)式為________。Ti4+和周圍_____個(gè)O2-相緊鄰。該晶胞的邊長為apm,則其密度為______g/cm3。
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【題目】利用圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不能得出相應(yīng)結(jié)論的是( )
溶液① | 固體② | 溶液③ | 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 | ||
A | 稀硫酸 | Na2CO3 | Na2SiO3 | 非金屬性:S>C>Si | |
B | 濃鹽酸 | KMnO4 | Na2S | 氧化性:KMnO4>Cl2>S | |
C | 濃H2SO4 | Cu | 氫硫酸 | 溶液變渾濁 | |
D | 濃氨水 | CaO | AlCl3 | 可以制備Al(OH)3 |
A. A B. B C. C D. D
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