19.
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的四种方法:
(1)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
则方法a发生的热化学方程式是:C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g)△H=+34.5kJ•mol-1.
(2)方法c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:
该离子交换膜为阴离子交换膜(填“阴”或“阳”),该电池的阳极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O,钛极附近的pH值增大(填“增大”“减小”或“不变”).
(3)方法d为加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2.该制法的化学方程式为4Cu(OH)2+N2H4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2O+N2↑+6H2O.
(4)在相同的密闭容器中,用以上方法制得的三种Cu2O分别进行催化分解水的实验:2H2O(g)$?_{Cu_{2}O}^{光照}$2H2(g)+O2(g)△H>0.水蒸气的浓度随时间t变化如下表所示:
①对比实验的温度:T2>T1(填“>”“<”或“﹦”),能否通过对比实验①③到达平衡所需时间长短判断:否(填“能”或“否”).
②实验①前20min的平均反应速率 v(O2)=3.5×10-5mol/(L•min)
③催化剂的催化效率:实验①<实验②(填“>”或“<”).
| 方法a | 用炭粉在高温条件下还原CuO |
| 方法b | 用葡萄糖还原新制的Cu(OH)2制备Cu2O; |
| 方法c | 电解法,反应为2Cu+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cu2O+H2↑. |
| 方法d | 用肼(N2H4)还原新制的Cu(OH)2 |
②C(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO(g);△H=-110.5kJ•mol-1
③Cu(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CuO(s);△H=-157kJ•mol-1
则方法a发生的热化学方程式是:C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g)△H=+34.5kJ•mol-1.
(2)方法c采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O,装置如图所示:
该离子交换膜为阴离子交换膜(填“阴”或“阳”),该电池的阳极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O,钛极附近的pH值增大(填“增大”“减小”或“不变”).
(3)方法d为加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2.该制法的化学方程式为4Cu(OH)2+N2H4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2O+N2↑+6H2O.
(4)在相同的密闭容器中,用以上方法制得的三种Cu2O分别进行催化分解水的实验:2H2O(g)$?_{Cu_{2}O}^{光照}$2H2(g)+O2(g)△H>0.水蒸气的浓度随时间t变化如下表所示:
| 序号 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | |
| ① | T1 | 0.050 | 0.0492 | 0.0486 | 0.0482 | 0.0480 | 0.0480 |
| ② | T1 | 0.050 | 0.0488 | 0.0484 | 0.0480 | 0.0480 | 0.0480 |
| ③ | T2 | 0.10 | 0.094 | 0.090 | 0.090 | 0.090 | 0.090 |
②实验①前20min的平均反应速率 v(O2)=3.5×10-5mol/(L•min)
③催化剂的催化效率:实验①<实验②(填“>”或“<”).
18.PbI2(亮黄色粉末)是生产新型敏化太阳能电池的敏化剂--甲胺铅碘的原料.合成PbI2的实验流程如图1:

(1)将铅块制成铅花的目的是增大与酸的接触面积,加快溶解反应速率.
(2)31.05g铅花用5.00mol•L-1的硝酸溶解,至少需消耗5.00mol•L-1硝酸80mL.
(3)取一定质量(CH3COO)2Pb•nH2O样品在N2气氛中加热,测得样品固体残留率)($\frac{固体样品的剩余质量}{固体样品的起始质量}$×100%)随温度的变化如图2所示(已知:样品在75℃时已完全失去结晶水).
①(CH3COO)2Pb•nH2O中结晶水数目n=3(填整数).
②100~200℃间分解产物为铅的氧化物和一种有机物,则该有机物为C4H6O3(写分子式).
(4)称取一定质量的PbI2固体,用蒸馏水配制成室温时的饱和溶液,准确移取25.00mL PbI2饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH中,发生:2RH(s)+Pb2+(aq)=R2Pb(s)+2H+(aq),用锥形瓶接收流出液,最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性,将洗涤液合并到锥形瓶中.加入2~3滴酚酞溶液,用0.002500mol•L-1NaOH溶液滴定,到滴定终点时用去氢氧化钠标准溶液20.00mL.则室温时PbI2 的Ksp为4.000×10-9.
(5)探究浓度对磺化铅沉淀溶解平衡的影响.
该化学小组根据所提供试剂设计两个实验,来说明浓度对沉淀溶解平衡的影响.
提供试剂:NaI饱和溶液、NaCl饱和溶液、FeCl3 饱和溶液、PbI2饱和溶液、PbI2悬浊液.
信息提示:Pb2+和Cl-能形成较稳定的PbCl42-络离子.
请填写下表的空白处:
(1)将铅块制成铅花的目的是增大与酸的接触面积,加快溶解反应速率.
(2)31.05g铅花用5.00mol•L-1的硝酸溶解,至少需消耗5.00mol•L-1硝酸80mL.
(3)取一定质量(CH3COO)2Pb•nH2O样品在N2气氛中加热,测得样品固体残留率)($\frac{固体样品的剩余质量}{固体样品的起始质量}$×100%)随温度的变化如图2所示(已知:样品在75℃时已完全失去结晶水).
①(CH3COO)2Pb•nH2O中结晶水数目n=3(填整数).
②100~200℃间分解产物为铅的氧化物和一种有机物,则该有机物为C4H6O3(写分子式).
(4)称取一定质量的PbI2固体,用蒸馏水配制成室温时的饱和溶液,准确移取25.00mL PbI2饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH中,发生:2RH(s)+Pb2+(aq)=R2Pb(s)+2H+(aq),用锥形瓶接收流出液,最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性,将洗涤液合并到锥形瓶中.加入2~3滴酚酞溶液,用0.002500mol•L-1NaOH溶液滴定,到滴定终点时用去氢氧化钠标准溶液20.00mL.则室温时PbI2 的Ksp为4.000×10-9.
(5)探究浓度对磺化铅沉淀溶解平衡的影响.
该化学小组根据所提供试剂设计两个实验,来说明浓度对沉淀溶解平衡的影响.
提供试剂:NaI饱和溶液、NaCl饱和溶液、FeCl3 饱和溶液、PbI2饱和溶液、PbI2悬浊液.
信息提示:Pb2+和Cl-能形成较稳定的PbCl42-络离子.
请填写下表的空白处:
| 实验内容 | 实验方法 | 实验现象及原因分析 |
| ①磺离子浓度增大对平衡的影响 | 取PbI2饱和溶液少量于一支试管中,再滴入几滴NaI饱和溶液 | 现象:溶液中c(I-)增大,使Q大于了PbI2的Ksp |
| ②铅离子浓度减小对平衡的影响 | 取PbI2悬浊液少量于一支试管中,再加入少量NaCl饱和溶液 | 现象:黄色浑浊消失 原因:形成PbCl42-,导致溶液中c(Pb2+)减小,使Qc小于PbI2的Ksp |
| ③铅离子和碘离子浓度都减小对平衡的影响 | 在PbI2悬浊液中滴入几滴FeCl3 饱和溶液 | 现象:黄色浑浊消失 写出反应的离子方程式: PbI2+2Fe3++4Cl-=PbCl42-+2Fe2++I2 |
17.阿司匹林(乙酰水杨酸,
)是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药.乙酰水杨酸受热易分解,分解温度为128℃~135℃.
某学习小组在实验室以水杨酸(邻羟基苯甲酸)与醋酸酐[(CH3CO)2O]为主要原料合成阿司匹林,反应原理如下:

制备基本操作流程如下:

主要试剂和产品的物理常数如下表所示:
请根据以上信息回答下列问题:
(1)制备阿司匹林时,要使用干燥的仪器的原因是醋酸酐和水易发生反应.
(2)合成阿司匹林时,最合适的加热方法是水浴加热.
(3)提纯粗产品流程如下,加热回流装置如图:

①使用温度计的目的是控制加热的温度,防止乙酰水杨酸受热易分解.
②冷凝水的流进方向是a(填“a”或“b”);
③趁热过滤的原因是防止乙酰水杨酸结晶析出.
④下列说法正确的是abc(填选项字母).
a.此种提纯方法中乙酸乙酯的作用是做溶剂
b.此种提纯粗产品的方法叫重结晶
c.根据以上提纯过程可以得出阿司匹林在乙酸乙酯中的溶解度低温时大
d.可以用紫色石蕊溶液判断产品中是否含有未反应完的水杨酸
(4)在实验中原料用量:2.0g水杨酸、5.0mL醋酸酐(ρ=1.08g/cm3),最终称得产品质量为2.2g,则所得乙酰水杨酸的产率为84.3%(用百分数表示,小数点后一位).
某学习小组在实验室以水杨酸(邻羟基苯甲酸)与醋酸酐[(CH3CO)2O]为主要原料合成阿司匹林,反应原理如下:
制备基本操作流程如下:
主要试剂和产品的物理常数如下表所示:
| 名称 | 相对分子质量 | 熔点或沸点(℃) | 水 |
| 水杨酸 | 138 | 158(熔点) | 微溶 |
| 醋酸酐 | 102 | 139.4(沸点) | 易水解 |
| 乙酰水杨酸 | 180 | 135(熔点) | 微溶 |
(1)制备阿司匹林时,要使用干燥的仪器的原因是醋酸酐和水易发生反应.
(2)合成阿司匹林时,最合适的加热方法是水浴加热.
(3)提纯粗产品流程如下,加热回流装置如图:
①使用温度计的目的是控制加热的温度,防止乙酰水杨酸受热易分解.
②冷凝水的流进方向是a(填“a”或“b”);
③趁热过滤的原因是防止乙酰水杨酸结晶析出.
④下列说法正确的是abc(填选项字母).
a.此种提纯方法中乙酸乙酯的作用是做溶剂
b.此种提纯粗产品的方法叫重结晶
c.根据以上提纯过程可以得出阿司匹林在乙酸乙酯中的溶解度低温时大
d.可以用紫色石蕊溶液判断产品中是否含有未反应完的水杨酸
(4)在实验中原料用量:2.0g水杨酸、5.0mL醋酸酐(ρ=1.08g/cm3),最终称得产品质量为2.2g,则所得乙酰水杨酸的产率为84.3%(用百分数表示,小数点后一位).
16.电解制金属锰的阳极泥中主要含有MnO2,MnO等.利用该阳极泥生产MnO2的工艺流程如下:

已知:①部分物质的溶解性或Ksp如表:
②Na2MnO4,在pH≤7的环境中,易歧化为MnO2和高锰酸钾.
回答下列问题:
(1)电解MnSO4溶液时,阴极为Mn2+得电子被还原为金属Mn,阳极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+.
电解过程中溶液的pH不能过高,也不能过低,需要控制电解液的pH≈6.8,原因是pH过高,Mn2+生成Mn(OH)2,pH过低时,阴极上氢离子放电.
(2)步骤①中+2价Mn和+4价Mn均被氧化为Na2MnO4,写出该步骤中+2价Mn反应的化学方程式:MnO+2NaOH+O2$\frac{\underline{\;煅烧\;}}{\;}$Na2MnO4+H2O.
(3)步骤②一④均采用pH≈10的环境,目的是提高产品中Mn的转化率.
(4)步骤④中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1,则氧化产物的化学式为CO2.该反应中除氧化产物和还原产物的另外一种生成物的化学式为NaOH.
(5)步骤⑥为烘干操作,所用的烘干设备可能是BD(填字母).
A.鼓风机 B.烘干机 C.压榨机 D.红外烘箱
(6)产率与步骤①煅烧温度的关系如图所示:

步骤①最好选用的煅烧温度约为B°C(填字母).
A.340 B.460 C.490 D.550.
已知:①部分物质的溶解性或Ksp如表:
| 物质 | MnSO4 | Mn(OH)2 | MnO2 |
| 溶解性或Ksp | 易溶 | 1.9×10-13 | 难溶 |
回答下列问题:
(1)电解MnSO4溶液时,阴极为Mn2+得电子被还原为金属Mn,阳极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+.
电解过程中溶液的pH不能过高,也不能过低,需要控制电解液的pH≈6.8,原因是pH过高,Mn2+生成Mn(OH)2,pH过低时,阴极上氢离子放电.
(2)步骤①中+2价Mn和+4价Mn均被氧化为Na2MnO4,写出该步骤中+2价Mn反应的化学方程式:MnO+2NaOH+O2$\frac{\underline{\;煅烧\;}}{\;}$Na2MnO4+H2O.
(3)步骤②一④均采用pH≈10的环境,目的是提高产品中Mn的转化率.
(4)步骤④中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1,则氧化产物的化学式为CO2.该反应中除氧化产物和还原产物的另外一种生成物的化学式为NaOH.
(5)步骤⑥为烘干操作,所用的烘干设备可能是BD(填字母).
A.鼓风机 B.烘干机 C.压榨机 D.红外烘箱
(6)产率与步骤①煅烧温度的关系如图所示:
步骤①最好选用的煅烧温度约为B°C(填字母).
A.340 B.460 C.490 D.550.
14.
1-溴丙烷常用作有机反应的溶剂.实验室制备1-溴丙烷(CH3CH2CH2Br)的反应和主要实验装置如下:
已知:
Ⅰ.CH3CH2CH2OH+HBr$\stackrel{△}{→}$CH3CH2CH2Br+H2O
Ⅱ.2CH3CH2CH2OH$→_{140℃}^{浓硫酸}$(CH3CH2CH2)2O(正丙醚)+H2O
Ⅲ.可能用到的相关数据如下:
制备过程如下:
①在A中加入50g正丙醇和一定量的浓硫酸、溴化钠一起加热(加入几粒沸石) ②保持69~72℃继续回流2小时 ③蒸馏,收集68~90℃馏出液 ④用碳酸钠溶液洗至中性,分液 ⑤再蒸馏,收集68~76℃馏出液,得到纯净1-溴丙烷66g.请回答:
(1)B装置名称是(球形)冷凝管,沸石的作用是防止液体暴沸.
(2)加热A前,需先从b(填“a”或“b”)口向B中通入水.
(3)步骤④的目的主要是洗去浓硫酸,振摇后静置,粗产物应从分液漏斗的下(填“上”或“下”)口分离出.
(4)本实验所得到的1-溴丙烷产率是C(填正确答案序号).
A.41% B.50% C.64% D.70%
已知:
Ⅰ.CH3CH2CH2OH+HBr$\stackrel{△}{→}$CH3CH2CH2Br+H2O
Ⅱ.2CH3CH2CH2OH$→_{140℃}^{浓硫酸}$(CH3CH2CH2)2O(正丙醚)+H2O
Ⅲ.可能用到的相关数据如下:
| 相对分 子质量 | 密度 /g•mL-1 | 沸点/℃ | 水中 溶解性 | |
| 正丙醇 | 60 | 0.896 | 97.1 | 溶 |
| 正丙醚 | 102 | 0.74 | 90 | 几乎不溶 |
| 1-溴丙烷 | 123 | 1.36 | 71 | 不溶 |
①在A中加入50g正丙醇和一定量的浓硫酸、溴化钠一起加热(加入几粒沸石) ②保持69~72℃继续回流2小时 ③蒸馏,收集68~90℃馏出液 ④用碳酸钠溶液洗至中性,分液 ⑤再蒸馏,收集68~76℃馏出液,得到纯净1-溴丙烷66g.请回答:
(1)B装置名称是(球形)冷凝管,沸石的作用是防止液体暴沸.
(2)加热A前,需先从b(填“a”或“b”)口向B中通入水.
(3)步骤④的目的主要是洗去浓硫酸,振摇后静置,粗产物应从分液漏斗的下(填“上”或“下”)口分离出.
(4)本实验所得到的1-溴丙烷产率是C(填正确答案序号).
A.41% B.50% C.64% D.70%
13.聚合氯化铝(PAC)是常用于水质净化的无机高分子混凝剂,其化学式可表示为[Al2(OH)nCl6-n]m(n<6,m为聚合度).PAC常用高温活化后的高岭土(主要化学组成为Al2O3、SiO2、Fe2O3)进行制备,工艺流程如下图所示:

(1)盐酸酸浸所涉及反应的离子方程式是6H++Al2O3═2Al3++3H2O、6H++Fe2O3═2Fe3++3H2O.
(2)已知:
生成氢氧化物沉淀的pH
注:金属离子的起始浓度为0.1mol•L-1
根据表中数据解释加入X的主要目的:调节溶液pH至Fe3+完全沉淀,滤渣中主要含有物质的化学式是Fe(OH)3、SiO2.
(3)已知:生成液体PAC的反应为2Al3++m(6-n) Cl-+mn H2O?[Al2(OH)nCl6-n]m+mn H+.
用碳酸钙调节溶液的pH时,要严控pH的大小,pH偏小或偏大液体PAC的产率都会降低.请解释pH偏小液体PAC产率降低的原因:pH偏小时,抑制平衡2Al3++m(6-n) Cl-+mn H2O?[Al2(OH)nCl6-n]m+mn H+ 正向移动生成PAC.
(4)浓缩聚合得到含PAC的液体中铝的各种形态主要包括:
Ala--Al3+单体形态铝
Alb--[Al2(OH)nCl6-n]m聚合形态铝
Alc--Al(OH)3胶体形态
图1为Al各形态百分数随温度变化的曲线;图2为含PAC的液体中铝的总浓度AlT随温度变化的曲线.

①50-90℃之间制备的液体PAC中,聚合形态铝含量最多.
②当T>80℃时,AlT明显降低的原因是温度升高,导致液体PAC向Al(OH)3沉淀转化.
0 159914 159922 159928 159932 159938 159940 159944 159950 159952 159958 159964 159968 159970 159974 159980 159982 159988 159992 159994 159998 160000 160004 160006 160008 160009 160010 160012 160013 160014 160016 160018 160022 160024 160028 160030 160034 160040 160042 160048 160052 160054 160058 160064 160070 160072 160078 160082 160084 160090 160094 160100 160108 203614
(1)盐酸酸浸所涉及反应的离子方程式是6H++Al2O3═2Al3++3H2O、6H++Fe2O3═2Fe3++3H2O.
(2)已知:
生成氢氧化物沉淀的pH
| Al(OH)3 | Fe(OH)3 | |
| 开始沉淀时 | 3.4 | 1.5 |
| 完全沉淀时 | 4.7 | 2.8 |
根据表中数据解释加入X的主要目的:调节溶液pH至Fe3+完全沉淀,滤渣中主要含有物质的化学式是Fe(OH)3、SiO2.
(3)已知:生成液体PAC的反应为2Al3++m(6-n) Cl-+mn H2O?[Al2(OH)nCl6-n]m+mn H+.
用碳酸钙调节溶液的pH时,要严控pH的大小,pH偏小或偏大液体PAC的产率都会降低.请解释pH偏小液体PAC产率降低的原因:pH偏小时,抑制平衡2Al3++m(6-n) Cl-+mn H2O?[Al2(OH)nCl6-n]m+mn H+ 正向移动生成PAC.
(4)浓缩聚合得到含PAC的液体中铝的各种形态主要包括:
Ala--Al3+单体形态铝
Alb--[Al2(OH)nCl6-n]m聚合形态铝
Alc--Al(OH)3胶体形态
图1为Al各形态百分数随温度变化的曲线;图2为含PAC的液体中铝的总浓度AlT随温度变化的曲线.
①50-90℃之间制备的液体PAC中,聚合形态铝含量最多.
②当T>80℃时,AlT明显降低的原因是温度升高,导致液体PAC向Al(OH)3沉淀转化.