下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放NaOH溶液、CuSO4溶液和K2SO4溶液,电极均为石墨电极。
接通电源,经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加了16g。据此回答下列问题:
(1)电极b上发生的电极反应为 ;
(2)计算电极e上生成的气体在标准状态下的体积: ;
(3)电解后甲溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”),简述其原因: ;
(4)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行? 。
纳米级Cu2O具有特殊的光学、电学及光电化学性质,在太阳能电池、传感器、超导体等方面有着潜在的应用,研究制备纳米氧化亚铜的方法已成为当前的热点研究之一。已知Cu+易在酸性条件下发生:2Cu+=Cu2++Cu。
方法一:在新制Cu(OH)2浊液中滴入N2H4·H2O水溶液,蓝色沉淀逐渐转化为砖红色,同时产生无色无味的气体。
(1)写出上述制备过程中的总反应方程式。
(2)用甲醛稀溶液代替N2H4·H2O水溶液也可以实现上述转化,但需水温较高,且往往会生成极少量颗粒较大的Cu2O,用的方法可分离出颗粒过大的Cu2O。
方法二:以铜作阳极,石墨作阴极电解。已知:①铜作阳极时,铜先被氧化生成Cu+,后Cu+继续氧化生成Cu2+;②在碱性溶液中CuCl浊液易转化为Cu2O。
(3)以NaOH溶液作为电解质溶液时需添加NaCl,其目的是,写出阳极反应方程式。
(4)写出在碱性溶液中CuCl浊液转化为Cu2O的离子方程式。
(5)这样制得的Cu2O中往往含有CuCl,请设计实验证明CuCl的存在。
(14分)( I )在一个容积固定不变的密闭容器中进行反应:2X(g) + Y(g)2Z(g),已知将2molX和1molY充入该容器中,反应在绝热条件下达到平衡时,Z的物质的量为pmol。回答下列问题:
(1)若把2molX和1molY充入该容器时,处于状态I,达到平衡时处于状态II(如图1),则该反应的△H0,熵变△S_____0 ( 填:“< ,> ,= ”)。该反应在(填:高温或低温)条件下能自发进行。
(2)该反应的v-t图像如图2中左图所示。若其他条件不变,仅在反应前加入合适的催化剂,则其v-t图像如图2中右图所示。以下说法正确的是。
①a1>a2②b1<b2③ t1>t2④ 右图中阴影部分面积更大⑤两图中阴影部分面积相等
(3)若该反应在容积可变的密闭容器中发生,在温度为T1、T2时,平衡体系中X的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是。
A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点的气体密度:A<C
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(II)在容积可变的密闭容器中发生反应:mA(g) + nB(g)pC(g) ,在一定温度和不同压强下达到平衡时,分别得到A的物质的量浓度如下表
压强p/Pa |
2×105 |
5×105 |
1×106 |
c(A)/mol·L-1 |
0.08 |
0.20 |
0.44 |
(1)当压强从2×105 Pa增加到5×105 Pa时,平衡移动(填:向左,向右,不)。
(2)维持压强为2×105 Pa,当反应达到平衡状态时,体系中共有amol气体,再向体系中加入bmolB,当重新达到平衡时,体系中气体总物质的量是mol.。
(3)当压强为1×106 Pa时,此反应的平衡常数表达式:。
(4)其他条件相同时,在上述三个压强下分别发生该反应。2×105 Pa时,A的转化率随时间变化如下图,请在图中补充画出压强分别为5×105 Pa 和1×106 Pa时,A的转化率随时间的变化曲线(请在图线上标出压强)。
氨有着广泛的用途,如可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产。常用电离常数Kb和电离度α来定量表示氨水的电离程度,它们均可通过各浓度氨水对应的c(OH-)进行换算。下面是某中学化学兴趣小组在25℃时测定一系列浓度氨水的pH所对应的c(OH-):
【仪器与试剂】酸度计、50 mL碱式滴定管、100mL烧杯、 0.10 mol·L-1氨水
【实验数据】(不必填表格)
烧杯号 |
V氨水 (mL) |
V水(mL) |
c (NH3·H2O) (mol·L-1) |
c(OH-) |
Kb |
α |
1 |
50.00 |
0.00 |
1.34×10-3 |
|||
2 |
25.00 |
25.00 |
9.48×10-4 |
|||
3 |
5.00 |
45.00 |
4.24×10-4 |
请根据以上信息回答下述问题:
(1)25℃时,氨水的电离常数:Kb。
(2)用0.10mol·L—1盐酸分别滴定20.00mL0.10mol·L—1
的NaOH溶液和20.00mL0.10mol·L—1氨水所得的滴定曲线如图。
请指出盐酸滴定氨水的曲线为(填A或B),请写出曲线a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序。
(3)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧试验机中相关的反应有:
4NH3(g)+3O2(g)= 2N2(g)+6H2O(l)△H1①
4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(l)△H2②
4NH3(g)+6NO(g)= 5N2(g)+6H2O(l)△H3③
请写出上述三个反应中△H1、△H2、△H3三者之间关系的表达式,△H1=。
(4)Allis-Chalmers制造公司发现可以用氨作为燃料电池的燃料。其总反应式为4NH3+3O2= 2N2+6H2O,正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e—=4OH—,则负极上的电极反应式为。
某物质M具有热导率高、高温下电绝缘性好、高温下材料强度大、无毒等优异性能。经检测,M中只含有两种短周期元素。现取82 gM溶于适量的NaOH溶液中恰好反应,得到无色溶液A和44.8 L气体B(气体体积为标准状况下),该气体能使红色石蕊试纸变蓝。往反应后的溶液中逐滴加入盐酸,可观察到溶液先变浑浊后变澄清。物质B有如下转化关系:E是一种强酸。将C和D的混合物溶解在接近零度的水中,即可得到一种弱酸F的水溶液。请回答下列问题:
(1)物质M的化学式为,属于晶体(填“分子”、“离子”、“原子”等)。
(2)无色溶液A呈碱性,其原因是(用离子方程式表示)。
(3)弱酸F是一种比醋酸酸性稍强的弱酸,很不稳定,通常在室温下易分解。要制得F溶液,可以往冷冻的其钠盐浓溶液中加入或通入某种物质,下列物质不适合使用的是(填序号)。
a.盐酸b.二氧化碳c.稀硫酸d.二氧化硫
(4)工业碱性废水中若含有NO2-,可用铝粉除去。已知此反应体系中检测到B气体。写出上述反应的离子方程式。若改用电解法将废水中NO2-转换为N2除去,N2将在(填“阴极”或“阳极”)生成,电极反应为。
某课外小组同学拟用乙醇分解法制乙烯,并对该反应进行探究。
(1)实验室制取乙烯的化学方程式为:;
实验过程中,可观察到混合液变黑,产生有刺激性气味的气体。某研究小组同学经分析、讨论后认定:此现象是在该反应条件下,浓硫酸与乙醇发生氧化还原反应所致。
(2)为证明产物中混有SO2、CO2气体,甲同学设计了如下实验装置
他认为,只要观察到品红褪色,澄清石灰水变浑浊,就可确证混合气体中一定存在有SO2、CO2。你认为此看法是否正确(填“是”或“否”),理由是。
(3)为探究乙烯与Br2的反应,乙同学将制取的乙烯气体分别通过: NaOH溶液, Ba(OH) 2溶液,后用排水法收集于1000 mL的圆底烧瓶中(塞好橡皮塞),然后打开橡皮塞,向烧瓶中一次性加入1.5 mL液溴,塞上配有带乳胶管(用止水夹夹紧)的尖嘴玻璃管,摇荡,可观察到瓶内红棕色逐渐消失。然后按下图装好装置,打开止水夹,可观察到有喷泉形成,静置一段时间后,在溶液下部,有一层无色油状液体(约1.5 mL)。
①将乙烯气体通过Ba(OH) 2溶液的目的是;
②用化学方程式和简单的文字表述说明产生喷泉的原因_____________ ;;
③请利用上述喷泉实验反应的产物设计一个简单实验,证明乙烯与Br2发生的是加成反应而不是取代反应。