【題目】納米級Cu2O是優(yōu)良的催化劑和半導體材料,工業(yè)上常用下列方法制備Cu2O。
(1)熱還原法
加熱條件下,用液態(tài)肼(N2H4)還原新制的Cu(OH)2制備Cu2O,同時放出N2。該反應的化學方程式為________________。
(2)電解法 以氫氧燃料電池為電源,用電解法制備Cu2O的裝置如圖。
①A的化學式為________________。
②燃料電池中,OH-的移動方向為________________(填“由左向右”或“由右向左”);電解池中,陽極的電極反應式為________________。
③電解一段時間后,欲使陰極室溶液恢復原來組成,應向其中補充一定量________________(填化學式)。
④制備過程中,可循環(huán)利用的物質為________________(填化學式)。
(3)干法還原法
利用反應Cu +CuOCu2O制備Cu2O。將反應后的均勻固體混合物(含有三種成分)等分為兩份,一份與足量H2充分反應后,固體質量減少6.4g;另一份恰好溶于500mL稀硝酸,生成標準狀況下4.48LNO,該稀硝酸的物質的量濃度為________。
【答案】4Cu (OH)2+N2H4N2+2Cu2O+6H2O O2 由左向右 2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O H2O H2 3.2mol/L
【解析】
(1)在加熱條件下,用液態(tài)肼(N2H4)還原新制的Cu(OH)2制備Cu2O,同時放出N2。根據原子守恒、電子守恒可得該反應的化學方程式為4Cu(OH)2+N2H4N2+2Cu2O+6H2O;(2)①用氫氧燃料電池為電源,用電解法制備Cu2O,則Cu電極與電源的正極連接,在燃料電池通氧氣的極為正極,通入氫氣的電極為負極,所以可知氣體A為氧氣,A的化學式為O2 ;
②根據同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引的原則,在原電池內陰離子向負極移動,故燃料電池內OH-的移動方向為從左向右移動;在電解池中陽極是銅被氧化產生Cu+,然后與溶液中的OH-結合形成Cu2O,電極反應式為2Cu+ 2OH-- 2e-=Cu2O+H2O;
③電解池內發(fā)生的總反應式為2Cu+H2OCu2O+H2↑,可知從溶液中減少了水的組成,故需要補充的物質是水,化學式是H2O;
④電解池陰極得到的氫氣可補充燃料電池中,作為燃料消耗的氫氣,可見可循環(huán)的物質為H2; (3) 將Cu2O拆分為Cu、CuO,原混合物看做Cu、CuO的混合物,將一份混合物用足量的氫氣還原,得到Cu和水,反應后固體質量減少6.40g為混合物中O元素的質量,O原子的物質的量為n(O)=6.4g÷16g/mol=0.4mol,根據Cu元素守恒可知n(CuO)= n(O)=0.4mol;另一份中加入500mL稀硝酸,固體恰好完全溶解,溶液中溶質為Cu(NO3)2,且同時收集到標準狀況下NO氣體4.48L,NO的物質的量為n(NO)=4.48L÷22.4L/mol=0.2mol,根據電子轉移守恒可知在拆分后Cu、CuO的混合物中,2n(Cu)=3n(NO)=3×0.2mol,n (Cu)=0.3mol,由銅元素守恒可知n[Cu(NO3)2]=n(CuO)+n(Cu)=0.4mol+0.3mol=0.7mol,根據氮元素守恒可知n(HNO3)= n(NO)+2 n[Cu(NO3)2] =0.2mol+2×0.7mol=1.6mol,硝酸的濃度為1.6mol÷0.5L=3.2 mol/L。
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【題目】有機物M是有機合成的重要中間體,制備M的一種合成路線如下(部分反應條件和試劑略去):
已知:①A的密度是相同條件下H2密度的38倍;其分子的核磁共振氫譜中有3組峰;
②(-NH2容易被氧化);
③R-CH2COOH
請回答下列問題:
(1)B的化學名稱為______。A中官能團的電子式為______。
(2)CD的反應類型是______,I的結構簡式為______。
(3)FG的化學方程式為______。
(4)M不可能發(fā)生的反應為______(填選項字母)。
a.加成反應 b.氧化反應 c.取代反應 d.消去反應
(5)請寫出任意兩種滿足下列條件的E的同分異構體有______。
①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應 ②能與NaHCO3反應 ③含有-NH2
(6)參照上述合成路線,以為原料(無機試劑任選),設計制備的合成路線:______。
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【題目】在0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中存在如下電離平衡: CH3COOH CH3COO-+H+,對于該平衡,下列敘述正確的是( )
A. 加入水時,平衡向逆反應方向移動
B. 加入少量NaOH固體,平衡向正反應方向移動
C. 加入少量0.1 mol·L-1 HCl溶液,溶液中c(H+)減小
D. 加入少量CH3COONa固體,平衡向正反應方向移動
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【題目】肼(H2NNH2)是一種高能燃料,有關化學反應的能量變化如下圖所示。已知斷裂1 mol化學鍵所需的能量(kJ):N≡N為942、O=O為500、N—N為154,則斷裂1 mol N—H鍵所需的能量(kJ)是:
A. 194 B. 391 C. 516 D. 658
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【題目】下列的圖示與對應的敘述相符的是( )
A.圖1表示的溶解度曲線,圖中a點表示的溶液通過升溫可以得到b點
B.圖2表示某一放熱反應,若使用催化劑、、都會發(fā)生改變
C.圖3表示向和的混合溶液中滴加稀鹽酸時,產生的情況
D.圖4表示向的和的混合溶液中滴加的溶液時和的變化情況
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【題目】鋰離子電池又稱為“搖擺電池”,廣泛使用于電動自行車等,其充放電過程就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程(習慣上正極用嵌入或脫嵌表示,負極用插入或脫插表示),即充放電過程就是鋰離子在正、負極間往返運動而形成電流。其裝置結構簡圖如圖所示(電解液為溶有LiPF6的碳酸酯類溶劑,隔膜為僅有鋰離子能通過的高分子膜),工作原理為C6Li+Li(1-x)MO2LiMO2+C6Li(1-x)(M代表過渡元素),則下列說法錯誤的是( )
A.電池放電時,正極為石墨
B.鋰離子電池的優(yōu)點是質量小,電容量大,可重復多次使用
C.電池充電時陽極的反應為LiMO2-xe-=Li(1-x)MO2+xLi+
D.鋰離子電池的電解液不能是水溶液,因為鋰是活潑金屬,能與水反應
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【題目】某化工廠生產的某產品只含C、H、O三種元素,其分子模型如下圖所示(圖中球與球之間的連線代表化學鍵,如單鍵、雙鍵等)。
(1)該產品的結構簡式為__________________________,
用1H核磁共振譜可以證明該化合物的核磁共振氫譜中有_______種吸收峰。
(2)下列物質中,與該產品互為同分異構體的是_____________(填序號),與該產品互為同系物的是_____________(填序號)。
①CH3CH=CHCOOH ② CH2=CHCOOCH3 ③CH3CH2CH=CHCOOH ④ CH3CH(CH3)COOH
(3)在一定條件下,該產品跟乙二醇反應可得到分子式為C6H10O3的物質,該物質發(fā)生加聚反應可得到用來制作隱形眼鏡的高分子材料,請寫出這種高聚物的結構簡式:
____________________。
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【題目】用下圖所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時,控制溶液PH為9~10,陽極產生的ClO-將CN-氧化為兩種無污染的氣體,下列說法不正確的是
A. 用石墨作陽極,鐵作陰極
B. 陽極的電極反應式為:Cl- + 2OH--2e-= ClO- + H2O
C. 陰極的電極反應式為:2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH-
D. 除去CN-的反應:2CN-+ 5ClO- + 2H+ = N2↑ + 2CO2↑ + 5Cl-+ H2O
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【題目】分枝酸可用于生化研究,其結構簡式如右所示。下列關于分枝酸的敘述正確的是
A.分子中含有2種官能團
B.可與乙醇、乙酸反應,且反應類型相同
C.1 mol分枝酸分子中含2mol—OH(羥基)
D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高錳酸鉀溶液褪色,且原理相同
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