30.(14分)氧化铜有多种用途,如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。
(1)制取氧化铜
某兴趣小组甲乙两位同学设计了如下两个方案:
甲方案:加热硫酸铜。反应原理:
3CuSO4
3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑
乙方案:向硫酸铜溶液中逐滴加入NaOH溶液,直到不再产生沉淀,过滤,洗涤沉淀,加热到沉淀全部变为黑色。
最后,大家一致认为应该采取乙方案,他们不选择甲方案的理由一是甲方案加热的温度较高;理由二是:____________________________________________________。
(2)证明CuO能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较实验数据如下:
|
实验编号 |
KClO3(g) |
氧化物 |
产生气体(mL) |
耗时(s) |
|
1 |
5.00 |
-- |
15 |
600 |
|
2 |
5.00 |
MnO2 |
89.6 |
42 |
|
3 |
5.00 |
CuO |
89.6 |
85 |
由实验数据可得出的结论是__________________________________________。
(3)测定Cu的相对原子质量反应原理:H2+CuO
Cu+H2O
反应装置如下(图中夹持、固定装置已略去)
![]()
①A为制取氢气的简易启普发生器装置。如果只提供以下仪器,则应选择的仪器是____________(填编号)。
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②反应前CuO的质量为m1,D装置的质量为m2,当CuO全部变红后D装置的质量为m3。则Cu的相对原子质量为(用含m1、m2、m3的代数式表示)____________________。为使测定结果准确,须在E处加一个装置,请在上图空格处画出装置图(指出有关药品)。如果没有装置E(其他操作完全正确),则测定结果会_____________(填“偏高”或“偏低”)。
③有的同学认为Cu2O也是红色,所以不能判断反应后的红色固体一定全部是Cu,于是对还原后的产物是否含Cu2O进行了探究(已知在酸性条件下:2Cu+==Cu2++Cu)。在探究中可选用下列试剂:______________(填序号)
A.稀硫酸 B.稀盐酸 C.稀硝酸 D.浓硝酸
[选做部分]
共8题,考生必须从中选择2个物理题、1个化学题和1个生物题在答题纸规定的区域作答。
29.(16分)利用N2和H2可以实现NH3的工业合成,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续地生产。请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)==2NO(g); △H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g); △H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)==2H2O(g): △H=-483.6kJ/mol
则NH3催化氧化生成NO和H2O(g)的热化学反应方程式可表示为:___________。
(2)某科研小组研究在其他条件不变的情况下,改变起始氢气物质的量[用n(H2)表示]对N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)反应的影响,实验结果可表示成如下图所示的规律(图中T表示温度,n表示物质的量):
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①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是___________。
②在起始时体系中加入N2的物质的量为_________mol。若容器容积为1L,n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此条件下(T2),反应的平衡常数K=__________。
③图像中T2和T1的关系是____________。(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)
(3)氨气和氧气从145℃就开始反应,在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如图):
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4NH3+5O2
4NO+6H2O 4NH3+3O2
12N2+6H2O
温度较低时以生成_______为主,温度高于900℃时,NO产率下降的原因___________。
(4)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。
①一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:2N2O5(g)
4NO2(g)+O2(g);△H>0.下表为反应在T1温度下的部分实验数据:
|
t/s |
0 |
500 |
1000 |
|
c(N2O5)/mol·L |
5.00 |
3.52 |
2.48 |
则500s内NO2的生成速率可表示为____________________________。
②现以H2与O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池(如图所示,其中Y为CO2)装置进行电解。
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写出石墨Ⅰ电极上发生反应的电极反应式:_____________________________。
在电解池中生成N2O5的电极反应式为:__________________________________。