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:
方法Ⅰ |
用炭粉在高温条件下还原CuO |
方法Ⅱ |
电解法,反应为2Cu + H2O ![]() |
方法Ⅲ |
用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2 |
(1)工业上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ,其原因是 。
(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
则方法Ⅰ发生的反应:2CuO(s)+C(s)= Cu2O(s)+CO(g);△H = kJ·mol-1。
(3)方法Ⅱ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,该电池的阳极反应式为 。
(4)方法Ⅲ为加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制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 。
(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: △H >0
水蒸气的浓度随时间t变化如下表所示。
序号 |
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
① |
T1 |
0.050 |
0.0492 |
0.0486 |
0.0482 |
0.0480 |
0.0480 |
② |
T1 |
0.050 |
0.0488 |
0.0484 |
0.0480 |
0.0480 |
0.0480 |
③ |
T2 |
0.10 |
0.094 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
下列叙述正确的是 (填字母代号)。
A.实验的温度:T2<T1
B.实验①前20 min的平均反应速率 v(O2)=7×10-5 mol·L-1 min-1
C.实验②比实验①所用的催化剂催化效率高
某化学实验室产生的废液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+、Cl-四种离子,现设计下列方案对废液进行处理,以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体。
(1)沉淀1中含有的金属单质是。
(2)氧化时加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为。
(3)下列物质中,可以作为试剂X的是(填字母)。
A.BaCl2 | B.BaCO3 | C.NaOH | D.Ba(OH)2 |
(4)检验沉淀2洗涤是否完全的方法是。
(5)制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量,其目的是。
(6)由过滤2得到的滤液制备BaCl2的实验操作依次为、冷却结晶、、洗涤、干燥。
MnO2是一种重要的无机功能材料,粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2的实验,其流程如下:
(1)在第①步反应中,为加快反应速率,可采取的措施有(任写一种),产生CO2气体的的方程式是;
(2)写出步骤②中所发生的离子方程式;
(3)如果蒸发得到的固体中,只含NaClO3和NaCl,为得到比较纯的NaClO3溶液,结合下面各物质的溶解度与温度的关系,
其基本操作是:将固体溶于适量水,通过,,便可得到较纯的NaClO3溶液。
(4)工业上也常用石墨做电极,电解酸化的MnSO4溶液来制MnO2,则阳极上所发生的离子方程式。
碳酸甲乙酯(CH3OCOOC2H5)是一种理想的锂电池有机电解液,生成碳酸甲乙酯的原理为:C2H5OCOOC2H5(g)+ CH3OCOOCH3(g)2 CH3OCOOC2H5(g) ΔH1
(1)其他条件相同,CH3OCOOCH3的平衡转化率(α)与温度(T)、反应物配比(R)的关系如图所示。
①ΔH1______0(填“<”、“=”或“>”)。
②由图可知,为了提高CH3OCOOCH3的平衡转化率,除了升温,另一措施是___________。
③在密闭容器中,将1mol C2H5OCOOC2H5和1mol CH3OCOOCH3混合加热到650K,利用图中的数据,求此温度下该反应的平衡常数K(请写出计算过程)。
(2)已知:CH3OCOOCH3(g) + C2H5OH(g)CH3OCOOC2H5(g) + CH3OH(g) ΔH2
CH3OCOOC2H5(g) + C2H5OH(g)C2H5OCOOC2H5(g) + CH3OH(g)ΔH3
ΔH1=____________________(用ΔH2和ΔH3表示)
(3)已知上述反应需要催化剂,请在答题卡的坐标图中,画出有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图,并进行必要标注。
(共16分)A、B、C、D四种化合物,有的是药物,有的是香料。它们的结构简式如下所示:
(1)化合物A的分子式是;A中含有的官能团的名称是;
(2)A、B、C、D四种化合物中互为同分异构体的是(填序号);
(3)化合物B的核磁共振氢谱中出现组峰;
(4)1mol D最多能与mol的氢气发生加成反应;1mol D与足量Br2水混合,最多能和mol Br2发生反应;
(5)A与乙二醇(HOCH2CH2OH)以物质的量2:1反应生成一种酯和水,请写出该反应的化学方程式(注明反应条件):。
(6)已知C的一种同分异构体满足:①能够发生水解反应;②能够发生银镜反应;③能够使FeCl3溶液显紫色;④苯环上的一氯代物有2种。请写出它的结构简式。
(19分) A + B → X + Y + H2O(未配平,反应条件略去)是中学常见反应的化学方程式,请回答:
(1)若Y为黄绿色气体:
①当A、B的物质的量之比为1∶4且A为黑色固体时,该反应的离子方程式是;
②当A、B的物质的量之比为1∶6时,写出该反应的化学方程式,并用双线桥表示反应过程中的电子转移:__________________________________________。
③实验室处理尾气Y时常用NaOH而不用NaHSO3溶液,其原因是(用离子反应方程式表示)_____________________________________________________________。
(2)若A为单质,B为无色油状黏稠液体,当 A、B的物质的量之比为1∶2时,则A可能为______,检查其中刺激性气体产物X的方法是____________________。
(3)常温下A在B的浓溶液中会“钝化”,且A可溶于X溶液中,若A为金属单质,A和B以物质的量之比1∶4反应。
①过量的A和100mL2mol/L的B溶液充分反应后将溶液稀释至500mL后溶液中阴离子的物质的量浓度为_____________。
②含 a mol X的溶液溶解了一定量A后,若溶液中两种金属阳离子的物质的量之比为1∶2时,则被还原的X是mol。
(4)若A、B、X、Y均为化合物。向A溶液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀;B的焰色为黄色。则A与B按物质的量之比1:4反应后,溶液中溶质的化学式为。
(5)若A、B、X、Y均为化合物。X为极易溶于水的气体,则盐A是_______盐,X极易溶于水的原因是:________________________________________________。