题目内容
【题目】Ⅰ:氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质,用CuSO4溶液和“另一物质”在40~50℃时反应可生成它。CuH具有的性质有:不稳定,易分解;在氯气中能燃烧;与稀盐酸反应能生成气体;Cu+在酸性条件下发生的反应是:2Cu+=Cu2++Cu。
根据以上信息,结合自己所掌握的化学知识,回答下列问题:
(1)用CuSO4溶液和“另一物质”制CuH的反应中,用氧化还原观点分析,这“另一物质”在反应中作用是______。
(2)写出CuH在氯气中燃烧的化学反应方程式:___________。
(3)CuH溶解在稀盐酸中生成的气体是___________,如果反应中生成了标准状况下22.4L的气体,被还原的离子得电子的物质的量是__________。
Ⅱ:用高效的二氧化氯(ClO2)替代液氯进行消毒,可避免产生对人体健康有害的有机氯代物。
(1)工业上,ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加硫酸酸化后反应制得,则化学反应方程式为___。
(2)有效氯含量是含氯消毒剂的一个重要指标,有效氯含量的定义为:从HI中氧化出相同量的I2所需Cl2的质量与指定含氯消毒剂的质量之比,常用百分数表示。则ClO2的有效氯含量是_______。
(3)某同学欲对用ClO2消毒过的自来水进行氯元素含量的测定(假定ClO2全部转化为Cl-),他们进行了如下实验:向30.00 mL水样中加几滴K2CrO4溶液作指示剂,用0.001 mol·L-1AgNO3溶液滴定,当有砖红色Ag2CrO4沉淀出现时,达滴定终点,此时用去AgNO3溶液12.12 mL。
①水样中Cl-的物质的量浓度是_______________。
②已知Ksp(AgCl) = 1.78×10-10,Ksp(Ag2CrO4) = 2.00×10-12。如在滴定终点时,测得溶液中CrO42-的浓度是5.0×10-3mol·L-1。试计算此时溶液中Cl-的浓度是________________。
【答案】 还原剂 2CuH+3Cl22CuCl2+2HCl H2 1.5mol 2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2Na2SO4+2ClO2↑+H2O 263%(或2.63) 4.04×10-4mol·L-1 8.9×10-6mol·L-1
【解析】Ⅰ:(1)用CuSO4溶液和“另一物质”制CuH,由于在CuSO4中Cu元素的化合价是+2价,反应后变为CuH中的+1价,化合价降低,得到电子,CuSO4作氧化剂,则另一物质在该反应中要失去电子,作还原剂,表现还原性;(2)CuH在氯气中燃烧产生CuCl2和HCl,反应的化学反应方程式为:2CuH+3Cl22CuCl2+2HCl;(3)CuH溶解在稀盐酸中发生氧化还原反应,产生CuCl2和氢气,反应的方程式是:2CuH+2HCl=CuCl2+Cu+2H2↑,因此生成的气体是氢气,如果反应中生成了标准状况下22.4L的气体,即产生了1mol氢气,被还原的离子得电子的物质的量是1mol+0.5mol=1.5mol。
Ⅱ:(1)反应中亚硫酸钠是还原剂,硫酸钠是氧化产物,氯酸钠是氧化剂,二氧化氯是还原产物,反应的方程式为:2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2Na2SO4+2ClO2↑+H2O;(2)由Cl2 +2HI=I2+2HCl、2ClO2+10HI=2HCl+5I2+4H2O可知,均生成5molI2时需要氯气、二氧化氯的物质的量比为5:2,所以ClO2的有效氯含量为×100%=263%(或2.63);(3)①由Ag++Cl-=AgCl↓可知,n(Cl-)=12.12×0.001L×0.001000molL-1=12.12×10-6mol,所以水样中c(Cl-)==4.04×10-4 molL-1;
②当c(CrO42-)=5.00×10-3 molL-1出现砖红色沉淀时,由Ksp(Ag2CrO4)和 c(CrO42-)=5.00×10-3,得c(Ag+)==2.00×10-5 molL-1,
所以c(Cl-)==8.90×10-6 molL-1。
【题目】研究碳及其化合物的相互转化对能源的充分利用、低碳经济有着重要的作用。
(1)已知:①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H1=+206.1kJ·mol-1
②2H2(g)+CO(g) CH3OH(l) △H2=-128.3kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) △H3=-483.6kJ·mol-1
25℃时,在合适的催化剂作用下,采用甲烷和氧气一步合成液态甲醇的热化学方程式为_________。
(2)利用反应①来制备氢气,为了探究温度、压强对反应①速率、转化率的影响,某同学设计了以下三组对比实验(温度为400℃或500℃,压强为101kPa或404kPa)。
实验序号 | 温度℃ | 压强/kPa | CH4初始浓度/mol·L-1 | H2O初始浓度/mol·L-1 |
1 | 400 | P | 3.0 | 7.0 |
2 | T | 101 | 3.0 | 7.0 |
3 | 400 | 101 | 3.0 | 7.0 |
①实验2和实验3相比,其平衡常数关系是K2______K3(填“>”、“<”或“=”)。
②将等物质的量的CH4和水蒸气充入1L恒容密闭容器中,发生上述反应,在400℃下达到平衡,平衡常数K=27,此时容器中CO物质的量为0.10mol,则CH4的转化率为________。
(3)科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图1所示。
①“重整系统”发生的反应中n(FeO):n(CO2)=6:1,则FexOy的化学式为______________。
②“热分解系统”中每分解lmolFexOy,转移电子的物质的量为________。
(4)pC类似pH,是指极稀溶液中的溶质浓度的常用负对数值。若某溶液中溶质的浓度为1×10-3mol·L-1,则该溶液中溶质的pC=-lg(1×10-3)=3。如图2为25℃时H2CO3溶液的pC-pH图。请回答下列问题(若离子浓度小于10-5mol/L,可认为该离子不存在):
①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-_____________(填“能”或“不能”)大量共存。
②求H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1=________________。
③人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系c(H2CO3)/c(HCO3-)可以抵消少量酸或碱,维持pH=7.4。当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中的c(H+)/c(H2CO3)最终将_______。
A.变大 B.变小 C.基本不变 D.无法判断
【题目】加热条件下,Cu与浓硫酸会发生氧化还原反应,某学校化学学习小组成员在实验室中对该实验进行了探究。回答下列问题:
(1)写出Cu与浓硫酸反应生成SO2的化学方程式:______________________________________。
(2)气体发生装置选取_______(选填“甲、乙、丙”)。
(3)成员甲采用下列装置探究混合气体中是否含有H2:
装置 | 装置中的试剂 | 装置作用 | 实验现象 |
A | NaOH浓溶液 | ① | |
B | 品红溶液 | ② | |
C | ③ | 干燥作用 | |
D | CuO | ④ | |
E | ⑤ | ||
F | 碱石灰 | ⑥ |
①___________________;②_________________;③______________________;④____________;⑤________________;⑥_________________________。
(4)某次实验结束后,Cu与浓硫酸反应后,Cu剩余,且铜片上附着黑色粉末物质。该小组成员乙查阅资料如下:
CuS为黑色粉末,难溶于水,在空气中加热至220℃以上时可迅速被氧气氧化生成黑色的CuO和SO2。
①该同学刮下铜片上的黑色物质,加入到试管中,然后加蒸馏水,振荡,静置后发现溶液为浅蓝色,由此确定该黑色粉末中含有___________。
②请你帮助该同学设计实验验证该黑色物质为CuS____________________。