实验一 向NaOH溶液中滴加CuSO4溶液 黑色沉淀 实验二 向CuSO4溶液中滴加NaOH溶液 蓝色沉淀
（1）甲同学认为实验一中产生的黑色沉淀是___(填化学式)，理由是___。
（2）为验证推测结果是否正确，甲同学将黑色沉淀过滤、洗涤、干燥后称得质量为ag，并按照如图所示装置进行实验，实验前后称得干燥管E的质量分别为cg和dg。
为确保实验的准确性，甲同学认为应在装置A反应一段时间后再接上装置E，点燃D中的酒精灯，其理由是___。乙同学认为甲同学的装置仍有不足，应在E的末端连接一个气囊，气囊的作用有两个：___。甲同学改进实验装置后完成实验，若a、c、d满足关系式：___，则证明甲同学对黑色沉淀的推测是正确的。
（3）丙同学认为实验二中的蓝色沉淀应为Cu(OH)2，丁同学立即提出反对意见，认为该蓝色沉淀一定不是Cu(OH)2。为确认实验二中蓝色沉淀的成分，丁同学从实验时药品的加入顺序考虑，可能是反应物的用量不同导致产物的不同，并上网查阅资料知，当NaOH溶液少量时会生成碱式硫酸铜[Cu2(OH)2SO4]，反应的离子方程式为___。
（4）进一步查阅资料可知碱式硫酸铜为蓝色物质，难溶于水、可溶于酸。请你设计实验，验证实验二中生成的蓝色沉淀含有SO42-：___。
【答案】 (1). CuO (2). 生成的Cu(OH)2沉淀受热分解成黑色的CuO (3). 装置中存在二氧化碳和水蒸气，也会被碱石灰吸收，对实验产生影响 (4). 防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置E(或排尽装置内空气，防止其对实验产生影响)，收集多余的H2 (5). 9a=40(d-c) (6). 2Cu+2OH+SO4=Cu2(OH)2SO4↓ (7). 将蓝色沉淀过滤、洗涤后溶于过量稀盐酸(或稀硝酸)中，待沉淀溶解后加入氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则含有SO4 【解析】 【分析】
（1）CuO为黑色；
（2）由图可知，A中制备氢气，B中NaOH除去HCl，C中浓硫酸干燥氢气，D中氢气还原CuO，
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2-2+
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且氢气不纯加热易爆炸，E中碱石灰可吸收水，且空气中的水、二氧化碳可进入E中；（3）NaOH溶液少量时会生成碱式硫酸铜[Cu2（OH）2SO4]，以此书写离子反应；
（4）验证实验二中生成的蓝色沉淀含有SO4，可溶于盐酸后，滴加氯化钡观察是否生成白色沉淀。
【详解】?1?分析元素，生成的Cu?OH?2沉淀能受热分解成黑色的CuO，黑色沉淀可能为氧化铜，
2-
?2?应在装置A反应一段时间后再接上装置D的原因是装置中存在的二氧化碳和水蒸气也会被
碱石灰吸收，乙同学认为甲同学的装置仍有不足，应在装置E的末端连接一个气囊，防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置E或排尽装置内空气，防止其对实验产生影响，氧原子守恒，所以9a?40?d?c?，可证明黑色沉淀是氧化铜；
?3?当NaOH溶液少量时会生成碱式硫酸铜[Cu2?OH)2SO4?，反应的离子方程式为
?2Cu2??2OH??SO24?Cu2?OH?2SO4?；
??4?碱式硫酸铜为蓝色物质，难溶于水、可溶于酸，要检验SO24，首先要把碱式硫酸铜溶于
硝酸或盐酸中，得到含SO4溶液，再加入氯化钡溶液，产生不溶于酸的白色沉淀。 【点睛】有气体参与的实验，装置的排列顺序：一般按气流方向确定仪器的连接顺序，一般遵循：气体发生→除杂干燥→主体实验→尾气处理，以此思路解题。
17.二氧化碳的捕集和转化是科学研究中的热点问题。我国科研人员提出了以Ni/Al2O3为催化剂，由 CO2(g)和H2(g)转化为CH4(g)和H2O(g)的反应历程，其示意图如下：
2?
(1)该可逆反应的化学方程式为_________。使用催化剂Ni/Al2O3_________ (填“能”或“不能”)提髙CO2的平衡转化率。
(2)300℃下，在一恒容密闭容器中充入一定量的CO2与H2，发生上述反应，一段时间后反应达平衡，若其他条件不变，温度从300℃升至500℃，反应重新达到平衡时，H2的体积分数增加。下列说法错误的是_________(填标号)。
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A.该反应的ΔH<0
>K?300℃? B.平衡常数大小：K(500℃）C.300℃下，减小
p(H2)的值，CO2的平衡转化率升高
p(CO2)（H2) =2v逆?H2O? D.反应达到平衡时化v正(3)在一定条件下，反应体系中CO2的平衡转化率a( CO2)与L和X的关系如图所示，L和X表示温度或压强。
①X表示的物理量是___________。
②L1_____________L2(填“<”“>”)，判断理由是______________________________________。
(4)向1 L恒容密闭容器中加入4.0 mol H2(g)，1.0 mol CO2，控制条件(催化剂为 Ni/AI2O3、温度为T1)使之发生上述反应，测得容器内气体的压强随时间的变化如图所示。
①4 min时CO2的转化率为___________。
②T1温度下该反应的化学平衡常数为___________。 【答案】 (1). CO2(g)+4H2(g)
Ni/Al2O3CH4(g)+2H2O(g) (2). 不能 (3). BC (4).
温度 (5). ＞ (6). 该反应为气体分子数减小的反应，其他条件一定时，增大压强，平衡右移，CO2的平衡转化率升髙 (7). 75% (8). 6.75 【解析】 【分析】
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(1)根据图示书写该可逆反应的化学方程式；催化剂只能加快反应的速率，不能提高CO2的平衡转化率；
(2)A．温度从300℃升至500℃反应重新达到平衡时，H2的体积分数增加，根据温度对平衡移动的影响分析；
B．正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小； C．减小
p(H2)的值，CO2的含量增大，据此分析；
p(CO2)D．反应达到平衡时，反应速率之比等于化学计量数之比； (3)①根据方程式 CO2(g) +4H2(g)化率的变化分析判断影响因素； ②结合题图及①中的分析判断；
(4)由题图可知，4 min时反应体系处于平衡状态，此时压强为0. 7p0，结合气体压强之比等于物质的量之比，列出三段式计算CO2的转化率及反应平衡常数。 【详解】(1)由题意可知该可逆反应的化学方程式为CO2(g)+4H2(g)
Ni/Al2O3Ni/Al2O3CH4(g) +2H2O(g)及反应的?H＜0 可知结合图像转
CH4(g)+2H2O(g)
+2H2O(g)，催化剂只能加快反应的速率，不能提高CO2的平衡转化率；
(2)A．对于该可逆反应，若其他条件不变， 温度从300℃升至500℃反应重新达到平衡时，H2的体积分数增加，说明正反应为放热反应，故A正确； B．正反应为放热反应，因此K(500℃）＜K?300℃?，故B错误； C．减小
p(H2)的值，CO2的平衡转化率降低，故C错误；
p(CO2)（H2) =2v逆?H2O?，故D正确； D．反应达到平衡时，v正答案选BC；
(3)①根据方程式 CO2(g) +4H2(g)
Ni/Al2O3CH4(g) +2H2O(g)及反应的?H＜0 可知，其他条件
一定时，升温，CO2的平衡转化率降低，其他条件一定时，加压，CO2的平衡转化率升高，则X表示的物理量是温度；
②L表示压强，结合题图及上述分析，可知L1＞L2；
(4)①由题图可知，4 min时反 应体系处于平衡状态，此时压强为0. 7p0，设发生反应的CO2为x mol，列出三段式：
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