题目内容

11．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CuO2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：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，其原因是反应条件不易控制，若控温不当易生成Cu而使Cu2O产率降低．
（2）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2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O
（3）在相同的密闭容器中，用方法Ⅱ和方法Ⅲ制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验：2H2O（g）$\frac{\underline{\;\;\;光\;\;\;}}{Cu_{2}O}$2H2（g）+O2（g）△H＞0
水蒸气的浓度（mol•L-1）随时间t （min）变化如下表：
序号温度01020304050
①T10.0500.04920.04860.04820.04800.0480
②T10.0500.04880.04840.04800.04800.0480
③T20.100.0940.0900.0900.0900.090
可以判断：实验①的前20 min的平均反应速率 ν（O2）=3.5×10-5mol/（L．min）；；实验温度T1＜T2（填“＞”“＜”）；催化剂的催化效率：实验①＜实验②（填“＞”、“＜”）．

分析 （1）碳能与CuO反应置换出Cu；
（2）阳极发生氧化反应，碱性条件下Cu在阳极失去电子得到Cu2O与H2O；
（3）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（H2O），再利用速率之比等于其化学计量数之比计算v（O2）；
若实验温度T1=T2，实验③等效为在实验①的基础上压强增大一倍，平衡逆向移动，平衡时水的转化率减小，则平衡时③中水的浓度大于①中的2倍，而实际③中水的浓度小于①中的2倍，说明③中改变温度平衡正向移动；
催化剂效率越高，反应速率越快，到达平衡时间越短．

解答 解：（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：Cu；
（2）阳极发生氧化反应，碱性条件下Cu在阳极失去电子得到Cu2O与H2O，阳极电极反应式为：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O，
故答案为：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O；
（3）v（H2O）=$\frac{（0.050-0.0486）mol/L}{20min}$=7×10-5mol/（L．min），速率之比等于其化学计量数之比，则v（O2）=$\frac{1}{2}$v（H2O）=3.5×10-5mol/（L．min）；
若实验温度T1=T2，实验③等效为在实验①的基础上压强增大一倍，平衡逆向移动，平衡时水的转化率减小，则平衡时③中水的浓度大于①中的2倍，而实际③中水的浓度小于①中的2倍，说明③中改变温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，故温度T1＜T2；
实验①②相比，实验②到达平衡时间短，反应速率越快，催化剂效率高，
故答案为：3.5×10-5mol/（L．min）；＜；＜．

点评 本题以物质的制备为载体，考查元素化合物性质、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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2．已知：（NH4）2CO3（s）═NH4HCO3（s）+NH3（g）△H=+74.9kJ/mol，下列说法中正确的是（　　）
A．该反应是熵减小的反应
B．该反应是吸热反应，因此不能自发进行
C．判断反应能否自发进行需要根据△H与△S综合考虑
D．（NH4）2CO3（s）比NH4HCO3（s）稳定
2．酸碱中和滴定原理也用在其他物质滴定．例如：下面是某化学学习小组的同学对草酸晶体（H2C2O4•xH2O）进行的探究性学习的过程，请你参与并协助他们完成相关学习任务．该组同学的研究课题是：探究测定草酸晶体（H2C2O4•xH2O）中的x值．通过查阅资料知得，草酸易溶于水，水溶液可以用酸性KMnO4溶液进行滴定．
2MnO4-+5H2C2O4+6H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
学习小组的同学设计了滴定的方法测定x值．
①称取2.520g纯草酸晶体，将其配制成100.00mL水溶液为待测液．
②取25.00mL待测液放入锥形瓶中，再加入适量的稀H2SO4．
③用浓度为0.1000mol•L-1的酸性KMnO4标准溶液进行滴定，达到终点时消耗20.00mL．
（1）将称好的草酸配制成溶液要用到的玻璃仪器有：玻璃管、胶头滴管、100mL容量瓶、烧杯（请补充完整）
（2）本实验滴定达到终点的标志是当滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液由无色变为紫色，且半分钟内不褪色，即达滴定终点．
（3）通过上述数据，求得x=2．
讨论：①若滴定终点时俯视滴定管刻度，则由此测得的x值会偏大（填“偏大”、“偏小”或“不变”，下同）．
②若滴定时装酸性KMnO4溶液的滴定管没有润洗，则由此测得的x值会偏小．
19．如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中不正确的是（　　）
A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的正极
B．电极Ⅱ的电极反应式为：Cu-2e-═Cu2+
C．该原电池的总反应为：2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+
D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子
6．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（　　）
A．一定条件下，5.2g乙炔和苯的混合气体中含有的碳原子数为0.4NA
B．标准状况下，2.24L氖气所含原子数为0.2NA
C．1mol硫酸氢钠固体中含阳离子总数2 NA
D．5.6g Fe与足量的水蒸气完全反应，转移电子的数目为0.2NA
16．用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示（气体体积均在相同状况下测定）．欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入（　　）
A．0.1mol CuOB．0.1 mol CuCO3
C．0.1mol Cu（OH）2D．0.05 mol Cu2（OH）2CO3
3．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如图所示变化规律（p表示压强，T表示温度，n表示物质的量）：

根据以上规律判断，下列结论正确的是（　　）
A．反应Ⅰ：△H＞0，p2＞p1B．反应Ⅲ：△H＞0，T2＞T1或△H＜0，T2＜T1
C．反应Ⅱ：△H＞0，T1＞T2D．反应Ⅳ：△H＜0，T2＞T1
18．某校学生小组为探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱并证明乙酸为弱酸，进行下述实验．探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱关系该校学生设计了如图的实验装置（夹持仪器已略去）．
（1）某生检查装置A的气密性时，先关闭止水夹，从左管向U型管内加水，至左管液面高于右管液面，静置
一段时间后，若U型管两侧液面差不发生变化，则气密性良好．你认为该生的操作正确与否？正确　（填“正确”或“错误”）大理石与乙酸溶液反应的化学方程式为CaCO3+2CH3COOH=Ca（CH3COO）2+CO2↑+H2O
（2）装置A中反应产生的气体通入苯酚钠溶液中，实验现象为试管中溶液出现浑浊　反应的离子方程式为C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3-
（3）有学生认为（2）中的实验现象不足以证明碳酸的酸性比苯酚强，理由是乙酸有挥发性，挥发出的乙酸也可以和苯酚钠溶液反应，生成苯酚．改进该装置的方法是在装置A和B之间连一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶　证明乙酸为弱酸
（4）现有pH=3的乙酸溶液、蒸馏水、石蕊试液及pH试纸，选用适当的仪器和用品，用最简便的实验方法证明乙酸为弱酸用量筒量取一定体积的乙酸溶液，加蒸馏水稀释100倍，用pH试纸测其pH，pH＜5，则证明乙酸是弱酸（或其他合理答案）　确定几种盐溶液pH大小的关系
（5）在相同温度下，测定相同物质的量浓度 a．NaHCO3溶液  b．Na2CO3溶液 c．CH3COONa溶液  d．-ONa溶液的pH，其pH由大到小排列的顺序为bdac　（填溶液编号）
18．湿法炼锌的冶炼过程可用如图简略表示：

请回答下列问题：
（1）NH3的空间构型是三角锥形．氨气易液化，液氨常做制冷剂，氨气易液化的原因是氨分子之间能形成氢键．
（2）已知ZnO属于两性氧化物，写出ZnO与NaOH溶液反应的化学方程式2NaOH+ZnO=Na2ZnO2+H2O．
（3）上述电解过程中析出锌的电极反应式为[Zn（NH3）4]2++2e-=Zn+4NH3↑．
（4）产生的SO2可用Ba（NO3）2溶液吸收，部分产物可作为工业原料，其反应的离子方程式为3SO2+2H2O+2NO3-+3Ba2+=3BaSO4↓+2NO↑+4H+．
（5）用氨气制取尿素[CO（NH2）2]的反应为：2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（l）+H2O（g）△H＜0，恒温恒容密闭容器中，下列依据能说明该反应达到平衡状态的是ABD．
A．容器中气体密度不变
B．容器中气体压强不变
C．n（NH3）：n（CO2）=1：2
D．单位时间内消耗1mol CO2，同时消耗1mol H2O
E．容器内温度保持不变
（6）某温度下，向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2mol CO2，发生2NH3（g）+
CO2（g）?CO（NH2）2（l）+H2O（g）反应，该反应进行到40s时达到平衡，此时CO2的转化率为50%．该温度下此反应平衡常数K的值为2500．下图中的曲线表示该反应在前25s内的反应进程中的NH3浓度变化．若反应延续至70s，保持其它条件不变情况下，请在图中用实线画出使用催化剂时该反应从开始至平衡时的曲线．

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