目前，一种新的制备联氨（N2H4)的方法分为两步。第一步： NH3和Cl2在液态丙酮 中反...

目前，一种新的制备联氨（N2H4)的方法分为两步。

第一步： NH3和Cl2在液态丙酮　　 中反应合成异肼，同时有“白烟”产生；

第二步：异胼水解生成联氨和丙酮。

巳知：通常条件下，联氨是易吸收水和CO2的液体：碱性条件下，能与AgNO3溶液反应生成Ag和N2。

请回答下列问题：

某小组在实验室应用上述方法制备联氨水合物并测定该水合物的组成，设计实验如下（夹持装置略去）。

I.联氨水合物的制备。

(1)上述装置正确的连接顺序为a―（________）―bc― (　　 　　 )― (　　 　　　 ) f（填仪器接口字母），盛放丙酮的仪器名称为____________。

(2)用连接好的装置进行实验；

①检验装置的气密性，加入药品；

②排尽装置中的空气；

③向丙酮中缓慢通入NH3和Cl2，进行第一步反应，该反应的化学方程式为____________。　　 设计实验证明“白烟”的主要成分为NH4Cl：____________；

④完全反应后，再向其中滴加足量蒸馏水，发生第二歩反应。

Ⅱ.测定联氨水水合物的组成。

(3)实验步骤：

①取装置B中完全反应后的液体，蒸馏，收集联氨水合物。下列蒸馏装置中合理的是________(填选项字母，夹持装置略去），若蒸馏操作开始后，发现蒸馏烧瓶中没有添加沸石，处理方法为_______________。

②取5.0 g联氨水合物，加人适量NaOH溶液，再加人足量AgNO3溶液；充分反应后，过滤、洗涤、干燥、称量，得固体质量为43.2g，则联氨水合物的化学式为_________________。

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（1）工业上利用N2和H2合成NH3，NH3又可以进一步制备联氨(N2H4)等。由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法，其离子反应方程式为______________________，有学者探究用电解法制备的效率，装置如图，试写出其阳极电极反应_________________________；

（2）乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇(CH3CH2OH)的一种反应原理为：2CO(g)+4H2(g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=-akJ/mol，己知：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=-bkJ/mol，以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成气态乙醇及水蒸气，并放出热量，写出该反应的热化学反应方程式： _______________________________。

（3）如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应为_______________。 此时通过阴离子交换膜的离子数_____(填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。

②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或 “D”)_______导出。

③电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因______________________。

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纳米级Cu2O是优良的催化剂和半导体材料，工业上常用下列方法制备Cu2O。

（1）热还原法

加热条件下，用液态肼（N2H4）还原新制的Cu(OH）2制备Cu2O，同时放出N2。该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　 。

（2）电解法　　 以氢氧燃料电池为电源，用电解法制备Cu2O的装置如图。

①A的化学式为　　　　　　　　　　　 。

②燃料电池中，OH-的移动方向为　　　　　　　　　　　 （填“由左向右”或“由右向左”）；电解池中，阳极的电极反应式为　　　　　　　　　　　 。

③电解一段时间后，欲使阴极室溶液恢复原来组成，应向其中补充一定量　　　　　　　　　　　 (填化学式）。

④制备过程中，可循环利用的物质为　　　　　　　　　　　 （填化学式）。

（3）干法还原法

利用反应Cu +CuOCu2O制备Cu2O。将反应后的均匀固体混合物（含有三种成分）等分为两份，一份与足量H2充分反应后，固体质量减少6.4g；另一份恰好溶于500mL稀硝酸，生成标准状况下4.48LNO，该稀硝酸的物质的量浓度为________。

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纳米级Cu2O是优良的催化剂和半导体材料，工业上常用下列方法制备Cu2O。

（1）热还原法

加热条件下，用液态肼（N2H4）还原新制的Cu(OH）2制备Cu2O，同时放出N2。该反应的化学方程式为________________。

（2）电解法 以氢氧燃料电池为电源，用电解法制备Cu2O的装置如图。

①A的化学式为________________。

②燃料电池中，OH-的移动方向为________________（填“由左向右”或“由右向左”）；电解池中，阳极的电极反应式为________________。

③电解一段时间后，欲使阴极室溶液恢复原来组成，应向其中补充一定量________________(填化学式）。

④制备过程中，可循环利用的物质为________________（填化学式）。

（3）干法还原法

利用反应Cu +CuOCu2O制备Cu2O。将反应后的均匀固体混合物（含有三种成分）等分为两份，一份与足量H2充分反应后，固体质量减少6.4g；另一份恰好溶于500mL稀硝酸，生成标准状况下4.48LNO，该稀硝酸的物质的量浓度为________。

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（10分）纳米级Cu2O是优良的催化剂和半导体材料，工业上常用下列方法制备Cu2O。

（1）热还原法：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________________________________。

（2）电解法:以氢氧燃料电池为电源，用电解法制备Cu2O装置如图所示。

①A的化学式为___________________________。

②燃料电池中，OH-的移动方向为______________（填“由左向右”或“由右向左”）；电解池中，阳极的电极反应式为____________________________。

③电解一段时间后，欲使阴极室溶液恢复原来组成，应向其中补充一定量的_____________（填化学式）。

④制备过程中，可循环利用的物质为________________（填化学式）。

（3）干法还原法

利用反应Cu+CuOCu2O也可制备Cu2O。将反应后的均匀固体混合物（含有三种成分）等分为两份，一份与足量H2充分反应后，固体质量减少6．4g；另一份恰好溶于500mL稀硝酸，生成标准状况下4．48LNO，该稀硝酸的物质的量浓度为_________________。

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（1）纳米级Cu2O具有优良的催化性能，制取Cu2O的方法有：加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2制备纳米级Cu2O，同时放出N2。该制法的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　 _。

（2）用阴离子交换膜控制电解液中OH－的浓度制备纳米Cu2O，反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑，如图1 所示。该电解池的阳极反应式为　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）钒液流电池(如图2所示)具有广阔的应用领域和市场前景，该电池中隔膜只允许H＋通过。电池放电时负极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　 ，电池充电时阳极的电极反应式是　　　　　　　　　 。

（4）用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液，以测定某溶液中的含钒量，反应的离子方程式为：2VO＋H2C2O4＋2H＋===2VO2＋＋2CO2↑＋2H2O，取25.00 mL 0.1000 mol/L H2C2O4标准溶液于锥形瓶中，加入指示剂，将待测液盛放在滴定管中，滴定到终点时消耗待测液24.0 mL，由此可知，该(VO2)2SO4溶液中钒的含量为　　　　　　 g/L(保留一位小数)。

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氮元素可以形成多种氢化物，如NH3、N2H4等。

（1）工业上，可用次氯酸钠与氨反应制备N2H4（肼），副产物对环境友好，写出反应的化学方程式________。

（2）工业上以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2]，反应的化学方程式为：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)，该反应的平衡常数和温度关系如图所示：

①该反应的ΔH_____0（填“>”或“<”）。

②已知原料气中的氨碳比[]为x，CO2的平衡转化率为a，在一定温度和压强下，a与x的关系如图所示。a随着x的增大而增大的原因是______。图中A点处，NH3的平衡转化率为__________。

（3）①在氨水加水稀释的过程中，NH3·H2O的电离程度增大，的值_______。（填“增大”、“减小”或“不变”，）

②室温下，amol/L的(NH4)2SO4溶液的pH=5，原因是_____（用离子方程式表示），该反应的平衡常数为______（用含a的数学表达式表示）。

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NH3可用于制氮肥尿素、碳铵等、HNO3、铵盐、纯碱，还可用于制合成纤维、塑料、染料等。回答下列问题：

(1)传统的联氨(N2H4)合成方法是用NaClO溶液氧化NH3得到，反应的化学方程式为________________。联氨的电子式为________________。

(2)已知①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H=-92.4kJ/mol，②N2H4(l)+O2(g)⇌N2(g)+2H2O(l) ∆H=-624kJ/mol，则反应2NH3(g) +2H2O(l)⇌N2H4(l)+O2(g) +3H2(g)的∆H=________，该反应的平衡常数表达式为________________，在常温下该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。为了提高N2H4的产率，下列措施可行的是____________________。

A.增加H2O(l)的量  B.增大压强   C.降低温度    D.及时导出O2

(3)现在采用电解法合成氨，在电解法合成氨的过程中，用石墨作电极，阳极通入________________，阴极通入________________，阴极的电极反应式为________________。

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（14分）

“神七”登天标志着我国的航天事业进入了新的篇章。

（1）火箭升空需要高能的燃料，经常是用N₂O₄和N₂H₄作为燃料，工业上利用N₂和H₂可以合成NH₃，NH₃又可以进一步制备联氨(N₂H₄)等。已知：

N₂(g) + 2O₂(g) ＝2NO₂(g)           △H = +67.7 kJ·mol^－1

N₂H₄(g) + O₂(g) ＝N₂(g) + 2H₂O(g)   △H = －534.0 kJ·mol^－1

NO₂(g) 1/2N₂O₄(g)                 △H = －26.35 kJ·mol^－1

试写出气态联氨在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：

_______________________________________________________________________。

（2）下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。

（3）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）来消除CO的污染。请你判断上述反应是否能自发进行？_______，理由是：___________________________________。

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工业上利用N₂和H₂可以合成NH₃，NH₃又可以进一步制备联氨(N₂H₄)等。

（1）火箭常用N₂H₄作燃料，N₂O₄作氧化剂。已知：

N₂(g) + 2O₂(g) ＝2NO₂(g)         △H = +67.7 kJ·mol^－1

N₂H₄(g) + O₂(g) ＝N₂(g) + 2H₂O(g) △H = －534.0 kJ·mol^－1

NO₂(g) 1/2N₂O₄(g)                 △H = －26.35 kJ·mol^－1

试写出气态联氨在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：

。

（2）联氨——空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电

解质溶液是20％～30％的氢氧化钾溶液。该电

池放电时，正极的电极反应式为　　。

（3）在300℃时，改变起始反应物中氢气的物质的量

对反应N₂(g) + 3H₂(g)  2NH₃(g)  △H＜0

的影响如右图所示。

①请在图中画出400℃时对应的图像。

②在a、b、c三点中，H₂ 的转化率最高的是　　（填字母）。

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