【題目】納米級Cu2O是優(yōu)良的催化劑和半導體材料,工業(yè)上常用下列方法制備Cu2O。
(1)熱還原法
加熱條件下,用液態(tài)肼(N2H4)還原新制的Cu(OH)2制備Cu2O,同時放出N2。該反應的化學方程式為。
(2)電解法 以氫氧燃料電池為電源,用電解法制備Cu2O的裝置如圖。
①A的化學式為。
②燃料電池中,OH-的移動方向為(填“由左向右”或“由右向左”);電解池中,陽極的電極反應式為。
③電解一段時間后,欲使陰極室溶液恢復原來組成,應向其中補充一定量 (填化學式)。
④制備過程中,可循環(huán)利用的物質(zhì)為(填化學式)。
(3)干法還原法
利用反應Cu +CuO Cu2O制備Cu2O。將反應后的均勻固體混合物(含有三種成分)等分為兩份,一份與足量H2充分反應后,固體質(zhì)量減少6.4g;另一份恰好溶于500mL稀硝酸,生成標準狀況下4.48LNO,該稀硝酸的物質(zhì)的量濃度為。
【答案】
(1)4Cu(OH)2+N2H4 N2+2Cu2O+6H2O
(2)O2;由左向右;2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O;H2O;H2
(3)3.2mol/L
【解析】(1)在加熱條件下,用液態(tài)肼(N2H4)還原新制的Cu(OH)2制備Cu2O,同時放出N2。根據(jù)原子守恒、電子守恒可得該反應的化學方程式為4Cu(OH)2+N2H4 N2+2Cu2O+6H2O;
(2)①用氫氧燃料電池為電源,用電解法制備Cu2O,則Cu電極與電源的正極連接,在燃料電池通氧氣的極為正極,通入氫氣的電極為負極,所以可知氣體A為氧氣,A的化學式為O2 ;②根據(jù)同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引的原則,在原電池內(nèi)陰離子向負極移動,故燃料電池內(nèi)OH-的移動方向為從左向右移動;在電解池中陽極是銅被氧化產(chǎn)生Cu+ , 然后與溶液中的OH-結合形成Cu2O,電極反應式為2Cu+ 2OH-- 2e-=Cu2O+H2O;③電解池內(nèi)發(fā)生的總反應式為2Cu+H2O Cu2O+H2↑,可知從溶液中減少了水的組成,故需要補充的物質(zhì)是水,化學式是H2O;④電解池陰極得到的氫氣可補充燃料電池中,作為燃料消耗的氫氣,可見可循環(huán)的物質(zhì)為H2;
(3) 將Cu2O拆分為Cu、CuO,原混合物看做Cu、CuO的混合物,將一份混合物用足量的氫氣還原,得到Cu和水,反應后固體質(zhì)量減少6.40g為混合物中O元素的質(zhì)量,O原子的物質(zhì)的量為n(O)=6.4g÷16g/mol=0.4mol,根據(jù)Cu元素守恒可知n(CuO)= n(O)=0.4mol;另一份中加入500mL稀硝酸,固體恰好完全溶解,溶液中溶質(zhì)為Cu(NO3)2 , 且同時收集到標準狀況下NO氣體4.48L,NO的物質(zhì)的量為n(NO)=4.48L÷22.4L/mol=0.2mol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知在拆分后Cu、CuO的混合物中,2n(Cu)=3n(NO)=3×0.2mol,n (Cu)=0.3mol,由銅元素守恒可知n[Cu(NO3)2]=n(CuO)+n(Cu)=0.4mol+0.3mol=0.7mol,根據(jù)氮元素守恒可知n(HNO3)= n(NO)+2 n[Cu(NO3)2] =0.2mol+ 2× 0.7mol=1.6mol,硝酸的濃度為1.6mol÷0.5L=3.2 mol/L。
(1)根據(jù)氧化還原反應的規(guī)律進行書寫化學方程式;
(2)根據(jù)原電池原理進行分析即可;
(3)根據(jù)守恒法進行計算即可。
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【題目】同溫同壓下,下列因素與氣體體積大小有關的是( )
A. 氣體的種類 B. 氣體的分子數(shù) C. 氣體分子本身的大小 D. 分子間的平均距離
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【題目】把NaOH、MgCl2、AlCl3三種固體組成的混合物溶于足量水后,產(chǎn)生1.16g白色沉淀,再向所得懸濁液中逐滴加入1.00mol/L HCl溶液,加入HCl溶液的體積與生成沉淀的關系如圖所示。 試回答:
(1)A點的沉淀物的化學式為__________________,B點的沉淀物的化學式為_____________________。
(2)寫出A點到B點發(fā)生反應的離子方程式_________________________________________________。
(3)原混合物中MgCl2的質(zhì)量是__________,AlCl3的質(zhì)量是______________,NaOH的質(zhì)量是____________。
(4)C點HCl溶液加入量為________________mL。
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【題目】下列說法正確的是( )
A.非金屬元素(稀有氣體元素除外)都是主族元素,單質(zhì)在反應中都只能作氧化劑
B.常溫下,1 mol氯氣和足量稀NaOH溶液完全反應轉(zhuǎn)移1mol電子
C.在加熱條件下,用乙醇除去乙酸乙酯中的乙酸
D.硫酸銅溶液顯酸性的原因:Cu2+ + 2H2O = Cu(OH)2↓+ 2H+
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【題目】在標準狀況下,將aLHCl完全溶于水得到VmL鹽酸,溶液的密度為ρg·cm-3,溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為ω,溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為CmolL。下列敘述中錯誤的是
A. 可利用CCl4和水吸收HCl,且能防倒吸
B. ω=×100%
C. c= mol/L
D. 上述溶液中再加入VmL水,所得溶液的質(zhì)量分數(shù)小于0.5ω
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【題目】Ⅰ.某工廠的工業(yè)廢水中含有大量的FeSO4和較多的Fe3+和Cu2+。為了減少污染并變廢為寶,工廠計劃從該廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅。實驗室模擬該工業(yè)流程如圖:
(1)檢驗廢水中的Fe2+,實驗室中用酸性KMnO4溶液檢驗,發(fā)生反應的離子方程式為________________________。
(2)加入過量物質(zhì)1后,發(fā)生反應的離子方程式為___________________________。
(3)固體2是_____________________,實驗室為長期保存硫酸亞鐵溶液往往向其溶液中加入_______________________。
Ⅱ.工業(yè)上冶煉鋁的原料是鋁土礦(主要成分是Al2O3,雜質(zhì)為Fe2O3、FeO、SiO2等)。某研究小組設計的提純Al2O3的方案如下:
(1)加入過量的NaOH溶液,過濾后的濾液中含有的溶質(zhì)有________(填化學式)。
(2)加入過量NaOH溶液過濾后,若濾渣中Fe(OH)2也被氧化,寫出其被氧化的化學方程式__________________________。
(3)寫出通入過量CO2生成沉淀A時反應的離子方程式為_________________________。
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【題目】某溫度下,相同pH值的鹽酸和醋酸溶液分別加水稀釋,平衡pH值隨溶液體積變化的曲線如圖所示.據(jù)圖判斷正確的是( 。
A.Ⅱ為鹽酸稀釋時的pH值變化曲線
B.b點溶液的導電性比c點溶液的導電性強
C.a點Kw的數(shù)值比c點Kw的數(shù)值大
D.b點酸的總濃度大于a點酸的總濃度
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【題目】工業(yè)廢鐵屑表面常有鐵銹(成分為Fe2O3),并沾有油污。某校研究性學習小組設計實驗方案,按以下①~④步驟用廢鐵屑制備綠礬(FeSO4·7H2O)晶體。
廢鐵屑 鐵屑
溶液(留有少量鐵屑)
濾液 綠礬晶體
根據(jù)該實驗方案,回答下列問題:
(1)步驟①中廢鐵屑與NaOH溶液共熱的目的是。
(2)步驟②中燒杯底部留有少量鐵屑的理由是。
說明剩余鐵屑作用的離子方程式為。
(3)在步驟③中,該小組采用如圖抽氣過濾(減壓過濾)裝置代替普通漏斗,其目的是;。
(4)檢查步驟③的濾液中沒有Fe3+的方法是。
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【題目】微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其工作原理如圖所示.下列有關微生物電池的說法錯誤的是( 。
A.負極反應中有CO2生成
B.微生物促進了反應中電子的轉(zhuǎn)移
C.質(zhì)子通過交換膜從正極區(qū)移向負極區(qū)
D.電池總反應為C6H12O6+6O2═6CO2+6H2O
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