题目内容

16．铜及其化合物在工农业生产及日常生活中应用非常广泛．
（1）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$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$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，其原因是反应不易控制，易还原产生Cu．
②已知：2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）=Cu2O（s）△H=-169kJ•mol-1
C（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CO（g）△H=-110.5kJ•mol-1
Cu（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CuO（s）△H=-157kJ•mol-1
则方法Ⅰ发生的反应：2CuO（s）+C（s）=Cu2O（s）+CO（g）；△H=+34.5kJ•mol-1．
（2）氢化亚铜是一种红色固体，可由下列反应制备
4CuSO4+3H3PO2+6H2O=4CuH↓+4H2SO4+3H3PO4
该反应每转移3mol电子，生成CuH的物质的量为1mol．
（3）氯化铜溶液中铜各物种的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与c（Cl-） 的关系如图1．

①当c（Cl-）=9mol•L-1时，溶液中主要的3种含铜物种浓度大小关系为c（CuCl2）＞c（CuCl+）＞c（CuCl3-）．
②在c（Cl-）=1mol•L-1的氯化铜溶液中，滴入AgNO3溶液，含铜物种间转化的离子方程式为CuCl+═Cu2++Cl-（任写一个）．
（4）已知：Cu（OH）2是二元弱碱；亚磷酸（H3PO3）是二元弱酸，与NaOH溶液反应，生成Na2HPO3．
①在铜盐溶液中Cu2+发生水解反应的平衡常数为5×10-9；（已知：25℃时，Ksp[Cu（OH）2]=2.0×10-20mol3/L3）
②电解Na2HPO3溶液可得到亚磷酸，装置如2图（说明：阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过），则产品室中反应的离子方程式为HPO32-+2H+=H3PO3．

分析 （1）①碳能与CuO反应置换出Cu；
②根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式，反应热也乘以相应的系数作相应的加减；
（2）4CuSO4+3H3PO2+6H2O=4CuH↓+4H2SO4+3H3PO4，该反应中是还原剂，每1molH3PO2完全被氧化H3PO4，转移4mol电子，同时生成$\frac{4}{3}$molCuH，根据实际转移电子数目计算CuH的物质的量；
（3）①从图上在c（Cl-）=9mol•L-1处，做一条平行与纵轴的虚线，可以比较；
②从图上在c（Cl-）=1mol•L-1处，做一条平行与纵轴的虚线，看哪种微粒最多；
（4）①铜离子水解生成氢氧化铜和氢离子，依据沉淀溶度积常数和溶液中离子积常数计算；
②产品室中HPO32-和氢离子结合 生成亚磷酸．

解答 解：（1）①方法Ⅰ反应条件不易控制，若控温不当碳与CuO发生置换反应生成Cu，使Cu2O产率降低，
故答案为：反应不易控制，易还原产生Cu；
②已知：①2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）=Cu2O（s）；△H=-169kJ•mol-1，
②C（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ•mol-1，
③Cu（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CuO（s）；△H=-157kJ•mol-1
由盖斯定律可知，①-③×2+②得2CuO（s）+C（s）=Cu2O（s）+CO（g）；△H=（-169kJ•mol-1）-（-157kJ•mol-1）×2+（-110.5kJ•mol-1）=+34.5kJ•mol-1；
故答案为：+34.5；
（2）在4CuSO4+3H3PO2+6H2O=4CuH↓+4H2SO4+3H3PO4，该反应中是还原剂，每1molH3PO2完全被氧化H3PO4，转移4mol电子，同时生成$\frac{4}{3}$molCuH，现转移电子数为3mol，生成的CuH的物质的量为$\frac{4}{3}$mol×$\frac{4}{3}$=1mol，
故答案为：1mol；
（3）①在c（Cl-）=9mol•L-1处，做一条平行与纵轴的虚线，可见溶液中主要含铜物种浓度大小关系为：c（CuCl2）＞c（CuCl+）＞c（CuCl3-）＞c（Cu2+）＞c（CuCl42-），
故答案为：c（CuCl2）＞c（CuCl+）＞c（CuCl3-）；
②从图上可见，在c（Cl-）=1mol•L-1的氯化铜溶液中，主要是Cu2+与Cl-结合生成CuCl+，加入硝酸银，氯离子浓度下降，方程式为：CuCl+═Cu2++Cl-，故答案为：CuCl+═Cu2++Cl-；
（4）①铜离子水解离子反应为Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+，Ksp=c（Cu2+）×c2（OH-）=2.0×10-20mol3•L-3，则K=$\frac{{c}^{2}（{H}^{+}）}{c（C{u}^{2+}）}$=$\frac{{c}^{2}（{H}^{+}）×{c}^{2}（O{H}^{-}）}{c（C{u}^{2+}）×{c}^{2}（O{H}^{-}）}$=$\frac{K{w}^{2}}{Ksp}$=$\frac{（1{0}^{-14}）^{2}}{2.0×1{0}^{-20}}$=5×10-9，
故答案为：5×10-9；
②产品室中HPO32-和氢离子结合生成亚磷酸，反应离子方程式为：HPO32-+2H+=H3PO3，故答案为：HPO32-+2H+=H3PO3．

点评 本题以物质的制备为载体，考查盖斯定律的应用、氧化还原反应的计算、电解原理、反应速率计算、化学平衡与化学反应速率影响因素等，侧重考查学生对数据的分析处理能力，难度中等．

练习册系列答案
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3．下列说法正确的是（　　）
A．丙烷是直链烃，所以分子中3个碳原子也在一条直线上
B．丙烯所有原子均在同一平面上
C．  所有碳原子一定在同一平面上
D．  至少有16个原子共平面，至少8原子共线
4．按照物质不同的分类方法，HNO3应属于（　　）
①酸　②氢化物　③氧化物　④含氧酸　⑤难挥发性酸⑥混合物　⑦一元酸　⑧化合物．
A．①②③④⑤⑦⑧B．①④⑦⑧C．①⑥D．①④⑤⑦⑧
4．节能减排是当下环境保护的重点．
（1）将C0和气态水通人一个体积固定的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：CO（g）+H20（g）=C02（g）+H2（g）△H＜0
800℃，在2L恒容密闭容器中，起始时按照下表数据进行投料，达到平衡状态，K=1.0
H2OCOC02H2
n/mol0.200.2000
①从起始经过5min达到化学平衡时，用生成物C02表示该反应的反应速率v（C02）：0.01mol/（L•min）平衡时，容器中C0的转化率为50%
②如图表示上述反应在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况．则t2时刻发生改变的条件可能是降低温度或降低H2浓度或增大H2O（g）浓度（写出一条）．
（2）汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物，可通过反应：CO（g）+$\frac{1}{2}$02（g）?O2（g）降低其浓度．
①某温度下，在两个容器中进行上述反应，容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如表所示．请在表中的空格处填写“＞”“＜”或“=”
容器编号c（CO）/mol•L-1c（02）/mol•L-1c（C02）/mol•L-1V（正）和v（逆）比较
Ⅰ2.0×10-44.0×10-44.0×10-2V（正）=v（逆
Ⅱ3.0×10-44.0×10-45.0×10-2V（正）＞ v（逆
②相同温度下，某汽车尾气中C0、C02的浓度分别为1.0X 10-5mol/L和1.0×10-4mol/L．若在汽车的排气管上增加一个补燃器，不断补充02并使其浓度保持为1.0X10-4 mol/L，则最终尾气中CO的浓度为1.1×10-6mol/L（请保留两位有效数字）．
（3）CO2在自然界循环时可与CaC03反应，CaC03是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10-9．现将等体积的CaCl2溶液与Na2C03溶液混合，若Na2C03溶液的浓度为2×10-4mol/L，则生成 CaC03沉淀所需原CaCl2溶液的最小浓度为5.6×10-5 mol/L．
11．已知氢氧化钙和钨酸钙（CaWO4）都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高而减小．在钨冶炼工艺中，将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中得到钨酸钙，发生反应
Ⅰ：WO42-（aq）+Ca（OH）2（s）?CaWO4（s）+2OH-（aq）．
（1）如图为不同温度下Ca（OH）2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线．
①计算T1时KSP（CaWO4）=1×10-10．
②T1＜ T2（填“＞”“=”或“＜”）．
（2）反应Ⅰ的平衡常数K理论值如表：
温度/℃255090100
K79.96208.06222.88258.05
①该反应平衡常数K的表达式为$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{c（W{{O}_{4}}^{2-}）}$．
②该反应的△H＞0（填“＞”“=”或“＜”）．
（3）常温下向较浓AlCl3的溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl3•6H2O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡：AlCl3•6H2O（s）═Al3+（aq）+3Cl-（aq）+6H2O（l），通入HCl气体使溶液中c（Cl-）增大，平衡向析出固体的方向移动从而析出AlCl3•6H2O晶体．
1．一定条件下，向容器的体积为4L的密闭容器中通入1mol N2和3mol H2，发生反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0，达到平衡后．试回答下列问题：

（1）该条件下，反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$．达到平衡后，若其它条不变，升高体系的温度，平衡常数K将减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）达到平衡后，在恒容条件下，向容器中通入氦气（He），氮气的转化率将不变（“增大”、“减小”或“不变”，下同）．若再通入1mol N2和3mol H2，氮气的转化率将增大．
（3）常压下，把H2和用氦气（He）稀释的N2分别通入一个加热到570℃的电解池装置，H2和N2便可在电极上合成氨，装置中所用的电解质（图1中黑细点）能传导H+，则阴极的电极反应式为N2+6e-+6H+=2NH3
（4）三个相同的容器中各充入1molN2和3molH2，在不同条件下分别达到平衡，氨的体积分数随时间变化如图2．下列说法正确的是abc；
a．图Ⅰ可能是不同温度对反应的影响，且T2＞T1
b．图Ⅲ可能是不同压强对反应的影响，且p1＞p2
c．图Ⅱ可能是同温同压下，催化剂性能，1＞2．
8．阿伏加德罗常数约为6.02×1023mol-1，下列说法中错误的是（　　）
A．标准状况下，3.01×1023个CCl4所占的体积约为11.2 L
B．80 g NH4NO3晶体中约含有NH4+ 6.02×1023个
C．3.9 gNa2O2吸收足量的CO2时转移的电子数约是3.01×1022
D．46 g NO2和N2O4混合气体中含有原子数约为1.806×1024
5．某研究性学习小组，利用固体Na2SO3与中等浓度的H2SO4反应，制备SO2气体并进行有关性质探究实验．
该反应的化学方程式为：Na2SO3（固）+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑．除固体Na2SO3和中等浓度的H2SO4外，可供选择的试剂还有：①溴水 ②浓H2SO4③品红试液  ④紫色石蕊试液  ⑤澄清石灰水  ⑥NaOH溶液
回答下列问题：
（1）欲验证SO2的漂白作用，应将SO2气体通入③中（填物质编号），观察到的现象是品红试液褪色；
（2）欲验证SO2的还原性，应将SO2气体通入①   中（填物质编号），观察到的现象是溴水的橙色褪去；
（3）为说明SO2的氧化性，通常利用的反应方程式是SO2+2H2S=3S↓+2H2O；
（4）为防止多余的SO2气体污染环境，应将尾气通入⑥中（填物质编号），反应离子方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O．
6．下列各组物质中，不经过化学变化就能够从海水中获得的是（　　）
A．食盐、淡水B．氯、溴、碘C．钠、镁D．烧碱、氢气

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