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【题目】纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu2O的三种方法:

(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

则方法I发生的反应:2CuO(s) +C(s) =Cu2O(s)+CO(g);H__________kJ·mol-1

(2)工业上很少用方法I制取Cu2O,是由于方法I反应条件不易控制,若控温不当,会降低Cu2O产率,请分析原因:__________________。

(3)方法II为加热条件下用液态肼(N2H4)逐原新制Cu (OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2,该制法的化学方程式为____________________。

(4)方法III采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O,装置如图所示,写出电极反应式并说明该装置制备Cu2O的原理________________________。

(5)在相同的密闭容器中,用以上两种方法制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验:

2H2O(g) 2H2(g) + O2(g) H>O,水蒸气的浓度(mol/L)随时间t(min)变化如下表所示

下列叙述正确的是_________(填字母代号).

a.实验的温度:T2<T1

b.实验前20min的平均反应速率v(O2)=7×10- 5mol/(L·min)

c.实验比实验所用的Cu2O催化效率高

d.实验的化学平衡常数的关系:K1=K2<K3

【答案】(1)2c -a-b;(2)若温度不当,会生成Cu;

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

(4)阴极电极反应:2H++2e-= H2,c(OH-)增大,通过阴离子交换膜进入阳极室,阳极电极反应:

2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O,获得Cu2O; (5)cd

【解析】

试题分析:(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

则关键盖斯定律可知③×2-

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

2)方法中在高温下碳有可能把氧化铜还原为金属铜而使氧化亚铜的产率降低。

3根据题目信息:液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2根据原子守恒可得出化学方程式为4Cu(OH)2+N2H42Cu2O+N2↑+6H2O

4电解池中阴极得到电子,电极反应为2H++2e-= H2,c(OH-)增大,通过阴离子交换膜进入阳极室,阳极失去电子,发生氧化反应,铜电极和电源的正极相连,作阳极,铜本身发生失电子,在碱性环境下,金属铜失去电子生成氧化亚铜的电极反应式为2Cu 2e 2OH Cu2O H2O

(5)a、实验温度越高达到化学平衡时水蒸气转化率越大,相比,转化率高所以T2>T1,a错误;b、根据表中数据可知实验前20min的平均反应速率v(H2Oc÷△t=(0.05mol/L0.0486mol/L÷20min=7×10-5 mol/(L·min)则根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知氧气表示的反应速率为7×10-5 mol/(L·min)/2=3.5×10-5 mol/(L·min),b错误c、化学平衡状态未改变,反应速率加快,则是加入了催化剂,催化剂的活性越高,速率越快,在相等时间内,中水蒸气的浓度变化比快,催化剂的催化效率:实验<实验,c正确;d、正反应是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向进行,平衡常数增大,则实验的化学平衡常数的关系:K1=K2<K3,d正确,答案选cd。

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已知①2LiAlSi2O6+H2SO4Li2SO4+Al2O34SiO2H2O

②Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、4.7、9.0和11.1

③某些物质的溶解度S如下表

请回答下列问题:

1锂辉石用浓硫酸浸取之前要粉碎成细颗粒的目的是

2滤液a中含有Li+、SO42-,另含有Fe3+、Al3+、Fe2+ Mg2+ 、Ca2+ 、Na+等杂质,步骤需在搅拌下加入石灰石以调节溶液的pH到6.06.5,此时沉淀的杂质离子有 ;石灰石调节溶液pH的原理的离子方程式为

3步骤在滤液a中加入的除杂剂依次为适量的H2O2溶液,石灰乳和Na2CO3溶液,发生氧化还原反应的离子方程式为

4步骤中加入饱和Na2CO3溶液过滤后需要用热水洗涤的原因是

5从滤液c中可回收的主要物质是

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2①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH1

②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH2

③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3

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

上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=__________,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为______________

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请回答:

(1写出步骤Ⅰ反应的离子方程式:_________________________。

(2步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是____________。

(3进行步骤Ⅱ时,该小组用如图所示装置及试剂制取CO2并将制得的气体通入溶液A中。一段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为了避免固体C减少,可采取的改进措施是____________________。

(4用固体F制备CuSO4溶液,可设计以下三种途径:

写出途径②中反应的离子方程式:__________________________,

请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由:______________________________。

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