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某小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行了研究。

装置

现象

电解一段时间时,阳极石墨表面产生气体,阴极石墨上附着红色物质,烧杯壁变热,溶液由蓝色变为绿色

(1)甲认为电解过程中阳极产生的 是溶液变绿的原因,写出产生该物质的电极反应式:

(2)乙查阅资料,CuCl2溶液中存在平衡:Cu2+ + 4Cl_ [CuCl4]2_(黄色) ΔH>0。据此乙认为:电解过程中,[CuCl4]2_(黄色)浓度增大,与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。乙依据平衡移动原理推测在电解过程中[CuCl4]2_浓度增大的原因:

(3)丙改用下图装置,在相同条件下电解CuCl2溶液,对溶液变色现象继续探究。

装置

现象

电解相同时间时,阳极石墨表面产生气泡,溶液仍为蓝色;阴极石墨上附着红色物质,溶液由蓝色变为绿色;U型管变热,冷却后阴极附近溶液仍为绿色

丙通过对现象分析证实了甲和乙的观点均不是溶液变绿的主要原因。丙否定甲的依据是 ,否定乙的依据是

(4)丙继续查阅资料:

i. 电解CuCl2溶液时可能产生[CuCl2]_,[CuCl2]_掺杂Cu2+后呈黄色

ii. 稀释含[CuCl2]_的溶液生成CuCl白色沉淀据此丙认为:电解过程中,产生[CuCl2]_掺杂Cu2+后呈黄色,与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。

丙进行如下实验:

a.取电解后绿色溶液2 mL,加20 mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。

b. 另取少量氯化铜晶体和铜粉,向其中加2 mL浓盐酸,加热获得含[CuCl2]_的黄色溶液。

c. 冷却后向上述溶液……

d. 取c中2 mL溶液,加20 mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。

① a的目的是

② 写出b中生成[CuCl2]_的离子方程式:

③ 补充c中必要的操作及现象:

丙据此得出结论:电解时阴极附近生成[CuCl2]_是导致溶液变绿的原因。

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在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:

物质

X

Y

Z

初始浓度/mol·L-1

0.1

0.2

0

平衡浓度/mol·L-1

0.05

0.05

0.1

下列说法错误的是

A.反应达到平衡时,X的转化率为50%

B.反应可表示为X+3Y2Z,其平衡常数为1600

C.增大X浓度使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大

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①反应的速率时间罔像如图1所示.若其他条件不变,仅在反应前加入合适的催化剂,其速率时间图象如图2所示.以下说法正确的是 (填对应字母).

A.a1>a2

B.b1<b2

C.t1>t2

D.图2中阴影部分面积更大

E.图1中阴影部分面积更大

②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)

(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题.煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.

已知:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣867kJ/mol

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写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式:

(3)CH4和H2O(g) 在催化剂表面发生反应CH4+H2O?CO+3H2,该反应在不同温度下的化学平衡常数如表:

温度/℃

800

1000

1200

1400

平衡常数

0.45

1.92

276.5

1771.5

①该反应是 反应(填“吸热”或“放热”).

②T℃时,向1L密闭容器中投人l mol CH4和l mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol/L,该温度下反应CH4+H2OCO+3H2的平衡常数K=

(4)甲烷燃料电池可以提升能量利用率.如图是利用甲烷燃料电池电解100ml1mol/L食盐水,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变).

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