28. (14分)科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。
Ⅰ.四种制取Cu2O的方法
(1)火法还原。用炭粉在高温条件下还原CuO;
(2)用葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO]还原新制的Cu(OH)2。写出化学方程式 ;
|
(4)最新实验研究用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时放出N2。该制法的化学方程式为 。
Ⅱ.用制得的Cu2O进行催化分解水的实验
(1)一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10mol水蒸气,发生反应:
2H2O(g) 2H2(g)+O2(g);△H = +484kJ·mol-1,不同时段产生O2的量见下表:
时间/min |
20 |
40 |
60 |
80 |
n(O2)/mol |
0.0010 |
0.0016 |
0.0020 |
0.0020 |
计算:
前20min的反应速率 v(H2O)= ;该反应的平衡常数表达式K = ;达平衡时,至少需要吸收的光能为 kJ。
(2)用以上四种方法制得的Cu2O在某相同条件下分别对水催化分解,产生氢气的速率v随时间t变化如图所示。下列叙述正确的是 。
A.c、d方法制得的Cu2O催化效率相对较高
B.d方法制得的Cu2O作催化剂时,水的平衡转化率最高
C.催化效果与Cu2O颗粒的粗细、表面活性等有关
D.Cu2O催化水分解时,需要适宜的温度
27.(14分)短周期元素组成的单质X2、Y ,标准状况下X2的密度为3.17g·L-1,;常温下, Y为浅黄色固体。Z是一种化合物,焰色反应呈浅紫色(透过钴玻璃);0.1mol·L-1 Z的水溶液pH=13 。X2、Y 和Z之间有如下转化关系(其他无关物质已略去):
(1)写出单质X2与Z反应的离子方程式:
(2)已知16g单质Y完全燃烧放出148kJ热量。写出热化学方程式:
(3)已知C能与硫酸反应生成能使品红溶液褪色的气体
①D的化学式是: ;D的水溶液pH>7,原因是(用离子方程式表示):
;D的水溶液中离子浓度大小顺序为
②将20mL 0.5mol·L-1 C溶液逐滴加入到20 mL 0.2mol·L-1 KMnO4溶液(硫酸酸化)中,溶液恰好褪为无色。写出反应的离子方程式:
(4)石墨和铁做电极,用隔膜电解槽电解A的溶液,阳极产生X2 。
写出电解A溶液的离子方程式:
26.(15分)实验室可用2CuO+2Cl2=2CuCl2+O2反应来测定铜的近似相对原子质量,试回答:
(1)设反应物CuO的质量(记作m(CuO))和生成物O2的体积(在标况下记作V(O2)),请用图示仪器设计一个简单的方案测定Cu的近似相对原子质量
①按气流方向从左至右用乳胶管(图中未画出)将选择仪器连接组合成一套实验装置,正确的连接顺序是(用导管口序号填写):____________________________;装置C的作用是_________;F中观察到的现象是__________________。
②Cu的近似相对原子质量表达式是(已知氧的相对原子质量为16)___________。
(2)下列情况能使测定结果偏大的是________。
A.CuO未全部生成CuCl2 B.CuO受潮
C.CuO中混有Cu D.未使用C装置
(3)如果仍用上述仪器装置设计另外方案,还可以测定其他物理量来求Cu的原子量,这些物理量是________。
A.m(CuO),m(CuCl2) B.V(Cl2),V(O2)
C.m(CuCl2),V(O2) D.V(HCl),V(O2)
25.(18分)如图所示,坐标平面的第Ⅰ象限内存在大小为E、方向水平向左的匀强电场,第Ⅱ象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。足够长的挡板MN垂直x轴放置且距原点O的距离为d。一质量为m、带电量为-q的粒子若自距原点O为L的A点第一次以大小为v0,方向沿y轴正方向的速度进入磁场,则
粒子恰好到达O点而不进入电场。现该粒子仍从A点第二次进
入磁场,但初速度大小为2v0,为使粒子进入电场后能垂直
打在挡板上,求粒子(不计重力)在A点第二次进入磁场时:
(1) 其速度方向与x轴正方向之间的夹角。
(2)粒子到达挡板上时的速度大小及打到挡板MN上的位置到x轴的距离.
24.(14分)山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动.一滑雪坡由AB和BC组成,AB是倾角为37°的斜坡,BC是半径为R=5m的圆弧面,圆弧面和斜面相切于B,与水平面相切于C,如图所示,AB竖直高度差hl=8.8m,竖直台阶CD高度差为h2=5m,台阶底端与倾角为37°斜坡DE相连.运动员连同滑雪装备总质量
为80kg,从A点由静止滑下通过C点后飞落到DE
上(不计空气阻力和轨道的摩擦阻力,g取10m/s2,
sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)运动员到达C点的速度大小;
(2)运动员经过C点时轨道受到的压力大小;
(3)运动员在空中飞行的时间.
23.(9分)某兴趣小组为了测量一待测电阻Rx的阻值,准备先用多用电表粗测出它的阻值,然后再用伏安法精确地测量.实验室里准备了以下器材:
A.多用电表
B.电压表Vl,量程6V,内阻约10kΩ
C.电流表Al,量程0.6A,内阻约0.2Ω
D.电流表A2,量程3A,内阻约0.02Ω
E.电源:电动势E=12V
F.滑动变阻器Rl,最大阻值10Ω,最大电流为2A
G.滑动变阻器R2,最大阻值50Ω,最大电流为0.1A
H.导线、电键若干
(1)在用多用电表粗测电阻时,该兴趣小组首先选用“×10”欧姆挡,其阻值如图甲中指针所示,为了减小多用电表的读数误差,多用电表的选择开关应换用 欧姆挡;
(2) 按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时,其阻值如图乙中指针所示,则Rx的阻值大约是 Ω;
(3)在用伏安法测量该电阻的阻值时,要求待测电阻的电压从0开始可以连续调节,则在上述器材中应选出电流表和滑动变阻器分别是
(填器材前面的字母代号) ;
(4)在虚线框内画出用伏安法测量该电阻的
阻值时的实验电路图.
22.(6分)(1)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。
下列表述正确的是
A.a的原长比b的长
B.a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小
D.测得的弹力与弹簧的长度成正比
(2)在“探究加速度与力的关系”时,保持小车的质量不变,
改变小桶中砝码的质量,根据实验数据作出了加速度a与力F
图线如图所示,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐
标原点的原因是 。
21.如图甲所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域,其直角边长为L,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B。一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd,从图示位置开始沿x轴正方向以速度υ匀速穿过磁
场区域。取沿的感应电
流为正,则图乙中表示线框中电流i随bc边的
位置坐标x变化的图象正确的是
第Ⅱ卷(必考题129分,选考题45分,共174分)
必考题(共11道题)
20.在倾角为θ的两平行光滑长直金属导轨的下端,接有一电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计,有一匀强磁场与两金属导轨平面垂直,方向垂直于导轨面向上。质量为m,电阻可不计的金属棒ab,在沿着导轨面且与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,上升高度为h,如图所示。则在此过程中( )
A.恒力F在数值上等于mgsinθ
B.恒力F对金属棒ab所做的功等于mgh
C.恒力F与重力的合力对金属棒ab所做的功等于电阻R
上释放的焦耳热
D.恒力F与重力的合力对金属棒ab所做的功等于零
19.如图,理想变压器原副线圈匝数之比为4:1.原线圈接入一电压为的交流电源,副线圈接一个R=27.5的负载电阻.若,则下述结论正确的是
A.副线圈中电压表的读数为55 V
B.副线圈中输出交流电的周期为
C.原线圈中电流表的读数为0.5 A
D.原线圈中的输入功率为
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