某化学探究小组拟用废铜屑制取Cu(NO3)2并探究其化学性质。
I、如右图所示,用浓HNO3和过量的废铜屑充分反应制硝酸铜溶液。
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(1)写出铜与浓硝酸反应的离子方程式 。
(2)①装置中NaOH溶液的作用是 。
②欲从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体,实验操作步骤依次是:蒸发浓缩、 、过滤、 、烘干。
③你认为此装置是否合理,并说明原因 。
Ⅱ、为了探究Cu(NO3)2热稳定性,探究小组按下图装置进行实验。(图中铁架台、铁夹和加热仪器均略去)
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(3)往试管中放入研细的无水Cu(NO3)2晶体并加热,观察到试管中有红棕色气体生成,最终残留黑色粉末;在集气瓶中收集到无色气体。由此判断Cu(NO3)2受热分解的化学方程式为 。
Ⅲ、利用Cu(NO3)2制备浅绿色的碱式碳酸铜[CuCO3·Cu(OH)2]。
向大试管中加入一定量的碳酸钠溶液和硝酸铜溶液,水浴加热,用0.4 mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5,振荡、静置、过滤、洗涤、干燥,得到样品。下表是化学探究小组的实验记录,据此回答相关问题:
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
温度/℃ | 35 | 50 | 70 | 95 |
样品颜色 | 深蓝色 | 深蓝色 | 浅绿色 | 暗蓝色 |
(4)95℃时,制得的样品颜色发暗的可能原因是: 。
(5)70℃时,实验得到3.82 g样品,取此样品加热至分解完全(杂质不反应),得到3.20 g固体,此样品中碱式碳酸铜的质量分数是 。
化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。请回答下列问题:
(1)已知C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g),则该反应的平衡常数表达式为 。
(2)已知在一定温度下,
C(s)+CO2(g)
2CO(g) △H1
CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g) △H2
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)
△H3
则△H1、△H2、△H3之间的关系是: 。
(3)通过研究不同温度下平衡常数可以解决某些实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应时,会发生如下反应: CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如右表所示。
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
则该反应的正反应方向是 _反应(填“吸热”或“放热”),在500℃时,若设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,则CO的平衡转化率为 。
(4)从氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。对反应N2O4(g)
2NO2(g) △H>0在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如右图所示。下列说法正确的是 :
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A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态A到状态B,可以用加热的方法
E.A、C两点的化学平衡常数:A=C
(5)工业上用Na2SO3吸收尾气中的SO2,再用如图装置电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4(阴离子交换膜只允许阴离子通过),阳极电极反应式为: .
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