20．某校化学研究性学习小组的同学在学习了金属的知识后，为了解Cu的常见化合物性质，运用类比学习的思想提出如下的问题，进行探究。请你协助该小组的同学完成下列研究。

用类比学习的思想提出如下的问题，进行探究。请你协助该小组的同学完成下列研究。

[提出问题]

①Cu金属活泼性小于Al，Al(OH)₃具有两性，Cu(OH)₂也具有两性吗？

②通常情况下，+2价Fe稳定性小于+3价Fe，+1价Cu的稳定性也小于+2价Cu吗？

③CuO能被H₂、CO等还原，也能被NH₃还原吗？

[实验方案]

　 (1)为解决问题①，需用到的药品有CuSO₄溶液、　　　 (填试剂)，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98gCu(OH)₂固体，加热至80°C~100°C时，得到黑色固体粉末，继续加热到1000°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72g。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。据此可推得，A的化学式为　　　　　 。

　 (3)为解决问题③，设计的实验装置为(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，无水CuSO₄变蓝色。同时生成一种无污染的气体。

[实验结论]

　 (1)Cu(OH)₂具有两性。证明Cu(OH)₂具有两性的实验现象是　　　　 。

　 (2)根据“实验方案(2)”，得出的+1介Cu和+2价Cu稳定性大小的结论是：

　　　　 在高于1000°C时，　　　 价Cu稳定；在溶液中　　 价Cu稳定。

　 (3)CuO能被NH₃还原。该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　 。

19．随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了各国的普遍重视。

　 (1)目前，用超临界CO₂(其状态介于气态和液态之间)代替氟利昂作冷剂已成为一种趋势，这一做法对环境的积极意义在于　　　　　　　　　　　 。

　 (2)将CO₂转化成有机物可有效实现碳循环。CO₂转化成有机物的例子很多，如：

　　　　 a．6CO₂+6H₂O　　　　 C₆H₁₂O₆+6O₂

　　　　　　　　　 b．CO₂+3H₂­　　　　 CH₃OH+H₂O

　　　　　　　　　 c．CO₂+CH₄　　　　 CH₃COOH

　　　　　　　　　 d．2CO₂+6H₂　　　　 CH₂==CH₂+4H₂O

　　　　 以上反应中，最节能的是　　　　　　 ，原子利用率最高的是　　　　　　 。

　 (3)为探究用CO₂来生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：

　　　 　在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定条件下发生反应：

　　　　 CO₂(g)+3H₂(g)　　　 CH₃OH(g)+H₂O(g)△H=-49.0kJ/mol

　 　　　　 测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H₂)=　　　 mol/(L·min)

②该反应的平衡常数表达式为　　　　　　　　 ，升高温度，平衡常数的数值将

　　　　　　 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

③下列措施中能使n(CH₃OH)/n(CO₂)增大的是　　　　 .

　　　　 A．升高温度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．充入He(g)，使体系压强增大

C．将H₂O(g)从体系中分离　　　　　　　 D．再充入1molCO₂和3molH₂

　 (4)氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：

　　　　 N₂(g)+3H₂(g)　　　 2NH₃(g)　 △H=-93.4kJ/mol

　 　　　　 ①当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N₂、H₂和NH₃的量)，反应速率与时间的关系如下图所示。

　　　　 图t₁时引起平衡移动的条件可能是　　　　　　　 。

　　　　 其中表示平衡混合物中NH₃含量最高的一段时间是　　　　　　　　 。

　　　　 ②温度为T°C时，将2amolH₂和amolN₂放入右图所示的密闭容器中，如果活塞能左右自由移动，充分反应后测得N₂的转化率为50%。如果在相同温度下将2amolH₂、amolN₂和2amolNH₃气体放入该容器中，平衡时H₂的转化率为　　　　　 。

18．“神七”登天标志着我国的航天事业进入了新的篇章。

　 (1)火箭升空时，由于与大气层的剧烈摩擦，产生高温。为了防止火箭温度过高，在火箭一面涂上一种特殊的涂料，该涂料的性质最可能的是　　　　 。

　　　　　　　　　 A．在高温下不融化　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．在高温下可分解气化

　　　　　　　　　 C．在常温下就分解气化　　　　　　　　　　　　 D．该涂料不可能发生分解

　 (2)火箭升空需要高能的燃料，经常是用N₂O₄和N₂H₄和作为燃料，其反应的方程式是：

　　　　 N₂O₄+N₂H₄→N₂+H₂O。请配平该反应方程式：

　　　　 　　　　　N₂O₄+　　　　 N₂H₄→　　　　 N₂+　　　　 H₂O

　 　　　　 该反应中被氧化的原子与被还原的原子的物质的量之比是　　　　 。这个反应应用于火箭推进器，除释放大量的热和铁快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是

　　　　 　　　　　　　　　　　。

　 (3)右图是某空间站能量转化系统的局部示

意图，其中燃料电池采用KOH为电解液，

燃料电池放电时的负极反应为：　　　

　　　　　　　　　　　 。如果某段时间

内氢氧储罐中共收集到33.6L气体(已折算成标况)，则该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量为　　　 mol。

　 (4)在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO₂，还要求提供充足的O₂。某种电化学装置可实现如下转化：2CO₂=2CO+O₂，CO可用作燃料。

　　　　 已知该反应的阳极反应为：4OH^-4e^-=O₂↑+2H₂O

　　　　 则阴极反应为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

　　　　 有人提出，可以设计反应2CO=2C+O₂(△H＞0、△S＜0＝来消除CO的污染。

　　 　　请你判断上述反应是否能发生？　　　　　　　

　　　　 理由是：　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

17．废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离，

能得到非金属粉末和金属粉末。

　 (1)下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中，不符合环境保护理念的是　　 (填字母)。

　　　　　　　　　 A．热裂解形成燃油　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．露天焚烧

　　　　　　　　　 C．作为有机复合建筑材料的原料　　　 D．直接填埋

　 (2)用H₂O₂和H₂SO₄的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：

　　　　 Cu(s)+2H⁺(aq)=Cu²⁺(aq)+H₂(g)　 △H=64.39kJ·mol^-1

　　　 2H₂O₂(l)=2H₂O(l)+O₂(g)　　　　　 △H=-196.46kJ·mol^-1

　　　 　H₂(g)+O₂(g)=H₂O(l)　　　　　 △H=-285.84kJ·mol^-1

　　　　 在H₂SO₄溶液中Cu与H₂O₂反应生成Cu²⁺和H₂O的热化学方程式为　　　　　　 。

　 (3)在提纯后的CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀。制备CuCl的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

16．A为甲、乙两种短周期元素组成的化合物，其摩尔质量为100g·mol^-1，甲元素的原子最外层电子数与K层电子数相等，E在通常状况下为气体，其水溶液显碱性，K为乙元素的单质。C为单质，其原子在周期表中半径最小。D为气体，对空气的相对密度为1.103。在适当条件下，它们相互之间有如下图所示的转化关系：

　　 试填写下列空白：

　 (1)甲元素的单质在空气中燃烧除得到A外，还可得到　　　　　　　 ，物质F的电子式为　　　 　　　。

　 (2)反应“E+D→G+B”的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　 。它是

　　　　 　　　　　　　　　　工业中的重要反应之一。

　 (3)C和D在一定条件下还能形成另一种化合物I，I是　　　　　　 (填“极性”或“非极性”)分子，它能与一种弱酸反应生成强酸，该反应的离子方程式为　　　　　 。

14．取5等份NO₂，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：

　　 2NO₂(g)　　　 N₂O₄(g)，△H<0。反应相同时间后，分别测定体系中O₂的百分量(NO₂%)，并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

第Ⅱ卷(非选择题 共72分)

　 15．海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：

　 (1)请列举海水淡化的一种方法：　　　　　　　　　　　　　　　 。

　 (2)将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H₂、　　 、　　 、或H₂　　　　 。

　 (3)步骤I中已获得Br₂，步骤II中又将Br₂还原为Br^-，其目的为　　　　　　 。

　 (4)步骤II用SO₂水溶液吸收Br₂，吸收速率可达95%，有关该反应的离子方程式为

　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。由此反应可知，除保护环境外，在工业生产中还应解决的问题是　　　　　　　　　　　　　　　　 。

　 　 (5)某化学研究性学习小组为了了解从工业溴水中提纯溴的方法，查阅有关资料知Br₂的沸点为59°C。微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观了有关生产过程后，设计了如下装置简图在实验室模拟工业提纯过程：

　　 请你参与分析讨论：

　　 ①图中仪器B的名称是　　　　　　　　　　 。

②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是　　　　　　　 。

③若实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中需精确控制温度计　　 (填“a”或“b”)的温度为　　　　 °C时所收集的馏分即为纯溴。

④C中所得深的颜色为　　　　 。为除去该产物中仍残留的少量Cl₂，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是　　　　　　　　 。

13．向一定量的Fe、FeO和Fe₂O₃的混合物中加入120mL4mol/L和稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出2.24LNO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无血红色出现。若用足量的氢气在加热条件下充分还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

　　　　 A．0.24mol　　　　　　　　　 B．0.21mol　　　　　　　　　 C．0.19mol　　　　　　　　　 D．0.14mol

12．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池时间保持稳定的放电电

压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O　　　　 3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4KOH。

下列叙述不正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

　　　　 A．放电时负极反应为：Zn-2e^-+2OH^-===Zn(OH)₂

　　　　 B．充电时阳极反应为：Fe(OH)₃-3e^-+5OH^-===FeSO^2-₄+4H₂O

　　　　 C．放电时每转移3mol电子，正极有1molK₂FeSO₄被氧化

　　　　 D．放电时正极附近溶液的碱性增强

11．下列离子方程式书写正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

　　　　 A．过量氯气通入溴化亚铁溶液中：3Cl₂+2Fe²⁺+4Br^-=6Cl^-+2Fe³⁺+2Br₂

　　　　 B．足量二氧化碳通入偏铝酸钠溶液中：CO₂+2H₂O+AlO^-₂=Al(OH)₃↓+HCO^-₃

　　　　 C．在溶液中亚硫酸氢铵与等物质的量氢氧化钠混合：

　　　 NH⁺₄+HSO^-₃+2OH^-=SO^2-₃+NH₃+2H₂O

　　　　 D．碳酸氢镁溶液中加入过量石灰水：

　　　 Mg²⁺+2HCO^-₃+Ca²⁺+2HO^-=CaCO₃↓+2H₂O+MgCO₃↓

10．下列反应中会有沉淀产生的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

　　　　 A．将二氧化硫气体通入酸性HMnO₄溶液中

　　　　 B．将二氧化硫气体通入碘水中

　　　　 C．将二氧化硫气体通入BaCl₂溶液中

　　　　 D．将少量二氧化硫气体通入Ba(OH)₂溶液中