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 Cu2O + H2↑。 |
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,其原因是反应条件不易控制,若控温不当易生成 而使Cu2O产率降低。
(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,该电池的阳极生成Cu2O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:
水蒸气的浓度(mol/L)随时间t(min)变化如下表所示。
序号 | 温度 | 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小于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
(1)铜(或Cu)
(2)-(a+b-2c)kJ/mol(或2c–a-b)
(3)2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O
(4)4Cu(OH)2 + N2H42Cu2O + N2↑ + 6H2O
(5)C
【解析】(1)用炭粉在高温条件下还原CuO,若控温不当易生成铜而使Cu2O产率降低;
(2)根据盖斯定律,设三个方程式依次分别为A、B、C,则所求热化学程式为
A+B-2C,即2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g)△H=-(a+b-2c)kJ/mol。
(3)阳极电极反应式是,2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O;
(4)N2H4与Cu(OH)2反应,产物除Cu2O、N2外还有水生成,其方程式为4Cu(OH)2+ N2H42Cu2O + N2↑ + 6H2O
(5)实验②③相比,实验③水蒸气的起始物质的量浓度实验②的2倍,达平衡物质的量浓度却小于2倍,说明T1到T2平衡向正方向移动,而正反应为吸热,所以TI到T2是升高温度,T2大于T1,A错;根据反应速率的定义,实验①前20min的平均反应速率V(H2O)=7×10-5mol/L,所以v(O2)=3.5×10-5mol·L-1 min-1,B错;实验②和①相比,达到平衡状态相同,但所用时间短,反应速率快,所以实验②比实验①所用的催化剂效率高,正确。
科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--预测11 题型:推断题
【化学与技术】
钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链(如图所示),将大大提高资源的利用率,减少环境污染。
请回答下列问题:
(1)Fe的原子序数为26,其最外层电子数为2,请写出铁原子结构示意图____。
(2)写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式 。
(3)氯碱厂获得Cl2的离子方程式为 。
(4)由TiCl4→Ti反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于 ℃即可。
(5)为了减少产业链生产时产生的工业三废对环境的威胁,当NaCl与FeTiO3的物质的量之比为 时,理论上Cl2的利用率最大。
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科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--预测1 题型:简答题
已知A、B、C、D、E、F、G七种元素,G原子核外有四个电子层,其余原子至多只有三个电子层,且原子序数依次递增.A、B、F位于周期表的s区,A原子中电子层数和未成对电子数相同,B和A同族且位于A的下一周期,C元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同,E的基态原子核外成对电子数是未成对电子数的3倍,F与E不同周期且F在其周期中的电负性最大,G原子d轨道有7个电子.
请回答下列问题:
(1)G基态原子的核外电子排布式是 ;
(2)C、D、E的第一电离能由大到小的顺序是:
(3)下列有关上述元素的说法中,不正确的是 (填字母)
a.B单质的熔点在同族单质中最高
b.1mol A 2E的晶体中含有4mol氢键
c.SiO44-与FE4-互为等电子体
d.C3 A6直链分子中C原子采取sp、sp3两种杂化方式
(4)ACD分子中含 个σ键。
(5)GCl3能与NH3反应形成一种六配位的配合物,两个氯离子位于外界,则该配合物的化学式为 ;
(6)C的单质是一种层状结构,B的离子位于C单质的层间、其投影位于层面内六圆环的中央,B和C 形成一种化合物,“?”表示B离子的位置,平行四边形表示在此二维图形上画出的一个晶胞.则该化合物的化学式为 。
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科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--预测 题型:简答题
无水AlCl3易升华,可用作有机合成的催化剂等,工业上由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3,还含有少量的SiO2 )和石油焦(主要成分是C)为原料制备无水AlCl3:2Al2O3+6Cl2===4AlCl3+3O2
回答以下问题:
(1)Cl-的电子式为 ________。Al在元素周期表最中的位置是________。
(2)生产中加入石油焦,其目的是_____________________________________。
(3)加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3+C+Cl2 AlCl3+X↑,设计实验确定气体X的成分:
____________________________________________________________。
(4)在提纯AlCl3粗产品时,需加入少量铝粉,可使熔点较低的FeCl3转化为熔点较高的FeCl2,从而避免在AlCl3中混入铁的氯化物。该反应的化学方程式为 _____________________________________________________________。
(5)为测定制得的无水AlCl3产品(含FeCl3杂质)的纯度,称取16.25 g无水AlCl3样品,溶于过量的NaOH溶液,过滤出沉淀物,沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重,残留固体质量为0.32 g。
①过程涉及的离子方程式__________________________、___________。
②AlCl3产品的纯度为__________________________________。
(6)以铝土矿为原料可以通过以下途径提纯氧化铝
①写出滤液甲中溶质的化学式______________________________。
②写出滤液乙中加入过量氨水得到Al(OH)3的离子方程式__________________。
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科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--预测 题型:选择题
据中国储能网讯2012年8月23日报道,锂离子电池常见的正极材料主要成分为LiCoO2 ,负极则是特殊分子结构的碳.电解质为能传导Li+的高分子材料,充电时,加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子,嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中,这种锂离子电池的电池反应为:Li(C)+LiCoO2Li2CoO2,下列说法不正确的是
A.该电池属于二次电池
B.充电时LiCoO2 既发生氧化反应又发生还原反应
C.填充在正负极之间的电解质,除了保持稳定,还需要具有良好导电性,减小电池内阻
D.放电过程中Li+向负极移动
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科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--线索综合2 题型:简答题
利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤,已知
SO2(g)+O2(g) SO3(g)△H=-98 kJ·mol-1。
(1)某温度下该反应的平衡常数K=,若在此温度下,向100 L的恒容密闭容器中,充入3.0 mol
SO2(g)、16.0 mol O2(g)和3.0 mol SO3(g),则反应开始时v正 v逆(填“<”、“>”或“=”)。
(2)一定温度下,向一带活塞的体积为2 L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 molO2,达到平衡后体积变为1.6 L,则SO2的平衡转化率为 。
(3)在(2)中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)平衡浓度比原来减小的是 (填字母)。
A保持温度和容器体积不变,充入1.0 mol O2
B保持温度和容器内压强不变,充入1.0 mol SO3
C降低温度
D移动活塞压缩气体
(4)若以右图所示装置,用电化学原理生产硫酸,写出通入O2电极的电极反应式为 。
(5)为稳定持续生产,硫酸溶液的浓度应维持不变,则通入SO2和水的质量比为 。
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科目:高中化学 来源:2014福建安溪一中、养正中学、惠安一中高一下学期期末化学试卷(解析版) 题型:填空题
(14分) 某学生设计了一套验证物质化学性质的实验装置(如图):
请观察该装置图,完成下列问题:
(1)该实验的目的是
(2)该实验的涉及的化学方程式有
(3)实验用品:实验仪器除铁架台(带铁夹)、储气瓶(两个)、直管活塞(K1、K2)、止水夹(K3)、橡胶管、橡胶塞以及若干玻璃管连件外,还有哪几种(写仪器名称) ____________________。
(4)实验步骤:①按上图连接好仪器装置;②扭开活塞K1和K2,主要现象为 ;
③关闭 ,(填写K1或K2或K3)打开 ,(填写K1或K2或K3), 用手或热毛巾捂住圆底烧瓶,就能使烧瓶产生喷泉。
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科目:高中化学 来源:2014福建安溪一中、养正中学、惠安一中高一下学期期末化学试卷(解析版) 题型:选择题
相同状况下,在容积相同的三个烧瓶内分别充满干燥的NH3、HCl、NO2气体,做喷泉实验,所得三种溶液的物质的量浓度比为( )
A.3∶3∶2 B.2∶2∶3
C.1∶1∶1 D.无法确定
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科目:高中化学 来源:2014年高考化学鲁科版4.3铜及其化合物 金属材料与复合材料练习卷(解析版) 题型:选择题
已知下列转化关系中,M、N均为单质,则M可能是( )。
M+NQQ溶液M+N
A.Na B.Al C.Fe D.Cu
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