题目内容
某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后,探究Cu的常见化合物的性质。过程如下:
提出问题:
①在周期表中,Cu、Al位置接近,Cu不如Al活泼,Al(OH)3具有两性,Cu(OH)2也具有两性吗?
②通常情况下,Fe2+的稳定性小于Fe3+的,Cu+的稳定性也小于Cu2+的吗?
③CuO有氧化性,能被H2、CO等还原,也能被NH3还原吗?
实验方案:
(1)解决问题①需用到的药品有CuSO4溶液、________(填试剂名称),同时进行相关实验。
(2)解决问题②的实验步骤和现象如下:取98 g Cu(OH)2固体,加热至80~100℃时,得到 80 g黑色固体粉末,继续加热到1
000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末A。冷却后称量,A的质量为72 g,A的化学式为________。向A中加入适量的稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到容器中还有红色固体存在,则反应的离子方程式为___________________。
(3)为解决问题③,设计的实验装置如图所示(夹持及尾气处理装置未画出):实验中观察到CuO变为红色物质。查资料可知,同时生成一种无污染的气体,该气体的化学式为
__________________________________________________。
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实验结论:
(4)Cu(OH)2具有两性。证明Cu(OH)2具有两性的实验现象是_____________________。
(5)根据实验方案(2),得出的Cu+和Cu2+稳定性大小的结论:高温时________;在酸性溶液中________。
(6)CuO能被NH3还原。
问题讨论:
有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu,也有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu和A的混合物。请你设计一个简单的实验方案验证NH3与CuO反应后生成的红色物质中是否含有A:__________________________________________________。
实验室以含有Ca2+、Mg2+、Cl-、SO
、Br-等离子的卤水为主要原料制备无水CaCl2和Br2,流程如下:
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(1)操作Ⅰ使用的试剂是________,所用主要仪器的
名称是________。
(2)加入溶液W的目的是________。用CaO调节溶液Y的pH,可以除去Mg2+。由表中数据可知,理论上可选择的pH最大范围是________。酸化溶液Z时,使用的试剂为________。
| 开始沉淀时的pH | 沉淀完全时的pH | |
| Mg2+ | 9.6 | 11.0 |
| Ca2+ | 12.2 | c(OH-)=1. |
(3)实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体,下列装置中合理的是________。
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(4)常温下,H2SO3的电离常数Ka1=1.2×10-2,Ka2=6.3×10-8;H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11。某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3;将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和,立即用酸度计测两溶液的pH,若前者的pH小于后者,则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设计不正确,错误在于________。设计合理实验验证H2SO3酸性强于H2CO3(简要说明实验步骤、现象和结论)。
____________________________。仪器自选。供选择的试剂:CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4溶液、品红溶液、pH试纸。
氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料。
(1)以氨为燃料可以设计制造氨燃料电池,因产物无污染,在很多领域得到广泛应用。若电极材料均为惰性电极,KOH溶液作电解质溶液,则该电池负极电极反应式为 。
(2)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N2+3H2
2NH3。该可逆反应达到平衡的标志是________________。
A.3v(H2)正=2v(NH3)逆
B.单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2
C.容器内的总压强不再随时间而变化
D.混合气体的密度不再随时间变化
E.a molN≡N键断裂的同时,有6amolN—H键断裂
F.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
| 反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| 压强/MPa | 16.80 | 14.78 | 13.86 | 13.27 | 12.85 | 12.60 | 12.60 |
则从反应开始到25min时,以N2表示的平均反应速率= ;该温度下平衡常数K= ;
(4)以CO2与NH3为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下,已知:
①2NH3(g)+CO2(g) == NH2CO2 NH4(s) △H= —l59.5 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5 kJ·mol-1
③H2O(1) == H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 ;
对于上述反应②在密闭容器中将过量NH2CO2NH4固体于300K下分解,平衡时P[H2O(g)]为a Pa,若反应温度不变,将体系的体积增加50%,则P[H2O(g)]的取值范围是_________________(用含a的式子表示)。(分压=总压×物质的量分数)