Question

【題目】硒及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用，摻雜硒的納米氧化亞銅常用作光敏材料、電解錳行業(yè)催化劑等。

(1)酸性溶液中Na2SO3將H2SeO3和H2SeO4還原為曬單質(zhì)的反應(yīng)如下：

H2SeO3(aq)+2SO2(g)+H2O(l)=Se(s)+2H2SO4(aq) △H1

2H2SeO4(aq)+Se(s)+H2O(l)=3H2SO4(aq) △H2

H2SeO4(aq)+2SO2(g)+2H2O(l)=Se(s)+3H2SO4(aq) △H3

實(shí)驗(yàn)中控制其他條件不變(鹽酸濃度等)，與硒還原率關(guān)系如圖1。在A點(diǎn)之前，隨著的增加，Se的還原率不斷升高的原因是_____________。

(2)向Na2SeO3溶液中加入適量的AgNO3溶液，得到Ag2Se納米晶體，同時(shí)產(chǎn)生N2。該反應(yīng)的離子方程式為 ______。

(3)制 PbSe 納米管時(shí)還產(chǎn)生了副產(chǎn)物PbSeO3。己知：Ksp(PbSeO3)=3×l0-12， Ksp(PbSe)= 3×l0-38。為了除去PbSe中混有的PbSeO3，可以采取的措施是______。

(4)實(shí)驗(yàn)室測得堿性條件下PbSe納米管在電極表面的氧化還原行為，結(jié)果如圖2所示。其中一條曲線上的峰表示氧化過程，另一條曲線上的峰表示還原過程。整個(gè)過程共發(fā)生如下變化：Pb(OH)2—PbO2；Pb(OH)2—Pb； PbSe—Se； PbO2→Pb(OH)2，各物質(zhì)均難溶于水。峰1對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為：PbSe-2e-+2OH-=Pb(OH)2+Se；則峰2對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為 ______。

(5)摻雜硒的納米Cu2O催化劑可用于工業(yè)上合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=akJ/mol。按n(H2)：n(CO)=1：1的投料比將H2與CO充入VL的恒容密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。

①壓強(qiáng)P1、P2、P3由小到大的順序是 __________。

②T1 ℃時(shí)若向該容器中充入2.0 mol H2和2.0 mol CO發(fā)生上述反應(yīng)，5 min后反應(yīng)達(dá)到平衡(M點(diǎn))，則M點(diǎn)對(duì)應(yīng)條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)為 ______。

(6)將CuCl水解再熱分解可得到納米Cu2O。CuCl 水解的反應(yīng)為 CuCl(s) +H2O(1) CuOH(s)+Cl-(aq)+H+(aq)，該反應(yīng)的平衡常數(shù) K與此溫度下Kw、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的關(guān)系為K=________。

Answer 1

【答案】溶液中SO2的濃度增大(或產(chǎn)生的SO2對(duì)溶液有攪拌作用)，加快了化學(xué)反應(yīng)速率，從而使得Se的還原率不斷升高 4Ag++2SeO32-+3N2H4H2O═2Ag2Se↓+3N2↑+9H2O 將PbSe納米管浸泡在Na2Se溶液中，然后用蒸餾水洗滌多次并干燥 Pb(OH)2-2e-+2OH-=PbO2+2H2O P3＜P2＜P1

【解析】

(1) 在A點(diǎn)之前，由于是酸性溶液，加入的Na2SO3和酸反應(yīng)生成SO2將H2SeO3和H2SeO4還原，故隨著的增加，即溶液中SO2的濃度增大，能增大反應(yīng)速率，并對(duì)反應(yīng)溶液起到攪拌作用，從而使得Se的還原率不斷升高；

(2)向Na2SeO3溶液中加入適量的AgNO3溶液，再加入水合肼（N2H4H2O），120℃反應(yīng)，得到Ag2Se納米晶體，同時(shí)產(chǎn)生N2，反應(yīng)是發(fā)生在SeO32-和N2H4H2O之間的氧化還原反應(yīng)，SeO32-被還原為Ag2Se固體，N2H4H2O被氧化為N2，Ag+反應(yīng)前后化合價(jià)不變，根據(jù)得失電子數(shù)守恒、質(zhì)量守恒和電荷守恒可知離子方程式為4Ag++2SeO32-+3N2H4H2O═2Ag2Se↓+3N2↑+9H2O；

(3)根據(jù)Ksp可知，PbSe的溶解度小于PbSeO3，故可以通過PbSeO3和Na2Se的反應(yīng)將PbSeO3轉(zhuǎn)化為PbSe，從而達(dá)到除去PbSeO3的目的，方法為將PbSe納米管浸泡在Na2Se溶液中，然后用蒸餾水洗滌多次并干燥；

(4)由于其中一條曲線上的峰表示氧化過程，另一條曲線上的峰表示還原過程，而峰1對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式PbSe-2e-+2OH-=Pb(OH)2+Se為氧化反應(yīng)，故曲線A上的反應(yīng)均為氧化反應(yīng)，即峰2所對(duì)應(yīng)反應(yīng)為Pb(OH)2→PbO2或PbSe→Se，而由于峰1的電極反應(yīng)為PbSe-2e-+2OH-=Pb(OH)2+Se，生成了Pb(OH)2，故峰2的反應(yīng)為Pb(OH)2→PbO2，由于環(huán)境為堿性的，故電極反應(yīng)為Pb(OH)2-2e-+2OH-=PbO2+2H2O；

(5)①由圖可知，溫度一定時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率α(P3)＜α(P2)＜α(P1)，該正反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)化學(xué)平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，CO的轉(zhuǎn)化率升高，故壓強(qiáng)P1＞P2＞P3，則壓強(qiáng)P1、P2、P3由小到大的順序是P3＜P2＜P1；

②T1℃，若向該容器中充入2.0 mol H2和2.0 molCO發(fā)生上述反應(yīng)，5 min后反應(yīng)達(dá)到平衡（M點(diǎn)），CO轉(zhuǎn)化率40%，消耗CO物質(zhì)的量2mol×40%=0.8mol，結(jié)合化學(xué)三行計(jì)算列式計(jì)算， CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=a kJ/mol

起始量(mol) 2 2 0

變化量(mol) 0.8 1.6 0.8

平衡量(mol) 1.2 0.4 0.8

K=；

(6)CuCl水解的反應(yīng)為CuCl(s)+H2O(l)CuOH(s)+Cl-(aq)+H+(aq)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(H+)c(Cl-)==。