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硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料.制备硫酸铜是无机化学实验教学中一个重要的实验.由于铜不能与稀硫酸直接反应,实验中将浓硝酸分次加入到铜粉与稀硫酸中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体(装置如图1、2所示).
(1)图2是图1的改进装置,改进的目的是________.
(2)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:
第一组:空气为氧化剂法
方案1:以空气为氧化剂.将铜粉在仪器B中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应.
方案2:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应.向反应液中加FeSO4或Fe2(SO4)3,反应完全后,向其中加物质甲调节pH到3~4,产生Fe(OH)3沉淀,过滤、蒸发、结晶,滤渣作催化剂循环使用.
(已知Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4.)
请回答下列问题:
①方案1中的B仪器名称是________.
②方案2中甲物质是________(填字母序号).
a、CaO b、CuCO3 c、CaCO3
第二组:过氧化氢为氧化剂法
将3.2 g铜丝放到45 mL 1.5 mol/L的稀硫酸中,控温在50℃.加入18 mL 10%的H2O2,反应0.5 h后,升温到60℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发结晶、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O 10.6 g.请回答下列问题:
③该反应的离子反应方程式为________.
④控制温度在50℃和60℃加热的原因为________,晶体采用酒精淋洗的优点是________.
⑤上述两种氧化法中,更符合绿色化学理念的是________(填“第一组”或“第二组”),理由是________.
大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染.对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的.
(1)下列措施中,有利于降低大气中的CO2、SO2、NOx浓度的有________(填字母).
a.减少化石燃料的使用,开发新能源
b.使用无氟冰箱,减少氟里昂排放
c.多步行或乘公交车,少用专车或私家车
d.将工业废气用碱液吸收后再排放
(2)脱硝.利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+4NO2(g)
4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)
2N2(g)+CO2(g+2H2O(g) ΔH2=-1160 kJ·mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为________.
(3)脱碳.将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数
(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的ΔH3________0(填“>”、“<”或“=”).
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②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,进行上述反应.测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示.下列说法正确的是________(填字母代号).
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A.第10 min后,向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2,则再次达到平衡时C(CH3OH)=1.5 mol/L
B.0~10 min内,氢气的平均反应速率为0.075 mol/(L·min)
C.达到平衡时,氢气的转化率为75%
D.该温度下,反应的平衡常数的值为3/16
E.升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)减小
③有学者设想以下图所示装置用电化学原理将CO2转化为重要化工原料.若A为CO2,B为H2,C为CH3OH,则正极电极反应式为________.
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(4)脱硫.某种脱硫工艺中将废气经处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥.硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH<7,其中原因可用一个离子方程式表示为:________;在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则溶液中[Na+]+[H+]________[NO3-]+[OH-](填写“>”“=”或“<”)
(1)若甲、丁分别为铁和氯气中的一种,则丙的酸性溶液露置于空气中将变质.变质过程所发生反应的离子方程式为
(2)已知乙、丁均为空气中含量最多的两种单质,且由甲、丁和NaOH溶液构成的新型燃料电池放电时甲与丁作用转化为乙(同时生成一种对生命活动有重要意义的物质),负极反应式为
(3)图示转化关系对应的反应既可以是非氧化还原反应,也可以是氧化还原反应.
①若丁为盐酸且反应均为非氧化还原反应,则甲的水溶液的pH比丙的水溶液的pH
②若丁为单质,下列关于物质乙、丙所含的同一元素的价态的推断,正确的是
a、乙一定更高 b、丙一定更高 c、乙和丙一样高 d、无法确定
(4)高温下,利用天然气生产合成气的过程涉及上述图示转化关系(生成的H2未标出),且丙能使石灰水变浑浊、“甲→乙”对应的反应为:CH4+H2O-CO+H2(未配平,条件略).
①当1mol甲与丁反应转化为乙时吸收206.1kJ的热量,1mol乙与丁反应转化为丙时放出41.2kJ的热量.则甲与丁直接转化为乙的热化学方程式为
②将甲与丁混合于容积不变密闭容器中,甲将转化为乙,且反应过程中甲浓度变化情况如图所示.试推测:反应10min时,改变的外界条件可能是
③t℃时,乙转化为丙反应化学平衡常数K=1.0,某时刻测得该温度下的密闭容器中乙、丁、丙和氢气的物质的量依次为0.5mol、8.5mol、2.0mol和2.0mol.此时反应正、逆反应速率的关系式是
a.v(正)>v(逆) b.v(正)<v(逆) c.v(正)=v(逆) D.无法判断.
硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。制备硫酸铜是无机化学实验教学中一个重要的实验。由于铜不能与稀硫酸直接反应,实验中将浓硝酸分次加入到铜粉与稀硫酸中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体(装置如图1、2所示)。
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(1)图1中,A仪器的名称为 ,烧瓶中发生的离子反应方程式为 。
(2)图2是图1的改进装置,改进的目的是 。
(3)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:
第一组:空气为氧化剂法
方案1:以空气为氧化剂。将铜粉在仪器B中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应。
方案2:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加FeSO4或Fe2(SO4)3,反应完全后,向其中加物质甲调节pH到3~4,产生Fe(OH)3沉淀,过滤、蒸发、结晶,滤渣作催化剂循环使用。
(已知Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4。)
请回答下列问题:
①方案1中的B仪器名称是 。
②方案2中甲物质是 (填字母序号)。
a、CaO b、CuCO3 c、CaCO3
第二组:过氧化氢为氧化剂法
将3.2g铜丝放到45 mL 1.5mol/L的稀硫酸中,控温在50℃。加入18mL 10%的H2O2,反应0.5h后,升温到60℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发结晶、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4?5H2O 10.6g。
请回答下列问题:
③该反应的离子反应方程式为 。
④控制温度在50℃和60℃加热的原因为 ,晶体采用酒精淋洗的优点是
⑤上述两种氧化法中,更符合绿色化学理念的是 (填“第一组”或“第二组”),理由是
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