（15分）納米級(jí)Cu₂ O 粉末,由于量子尺寸效應(yīng),其具有特殊的光學(xué)、電學(xué)及光電化學(xué)性質(zhì),在太陽(yáng)電池、傳感器、超導(dǎo)體、制氫和電致變色、環(huán)境中處理有機(jī)污染物等方面有著潛在的應(yīng)用。

Ⅰ．納米氧化亞銅的制備

（1）四種制取Cu₂O的方法如下：

①火法還原。用炭粉在高溫條件下還原CuO；

②最新實(shí)驗(yàn)研究用肼（N₂H₄）還原新制Cu(OH)₂可制備納米級(jí)Cu₂O，同時(shí)放出N₂。

已知：N₂H₄(l)+O₂(g)N₂(g)+2H₂O(l)    △H=-a kJ/mol

Cu(OH)₂(s)CuO(s)+H₂O(l)   △H=b kJ/mol

4CuO(s)2Cu₂O(s)+O₂(g)       △H=c kJ/mol

則該方法制備Cu₂O的熱化學(xué)方程式為                                              。

③工業(yè)中主要采用電解法：用銅和鈦?zhàn)麟姌O，電解氯化鈉和氫氧化鈉的混合溶液，電解總方程式為：2Cu+H₂OCu₂O+H₂↑，則陽(yáng)極反應(yīng)式為：                                。

④還可采用Na₂SO₃還原CuSO₄法：將Na₂SO₃ 和CuSO₄加入溶解槽中，制成一定濃度的溶液，通入蒸氣加熱，于100℃~104℃間反應(yīng)即可制得。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：                。

Ⅱ．納米氧化亞銅的應(yīng)用

（2）用制得的Cu₂O進(jìn)行催化分解水的實(shí)驗(yàn)

①一定溫度下，在2 L密閉容器中加入納米級(jí)Cu₂O并通入10. 0 mol水蒸氣，發(fā)生反應(yīng)：

2H₂O(g) 2H₂(g)＋O₂(g)  △H＝＋484 kJ·mol^－1

T₁溫度下不同時(shí)段產(chǎn)生O₂的量見下表：

前20 min的反應(yīng)速率 v(H₂O)＝                        ；該該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式K＝              ；若T₂溫度下K＝0.4，T₁          T₂（填>、<、=）

②右圖表示在t₁時(shí)刻達(dá)到平衡后，只改變一個(gè)條件又達(dá)到平衡的不同時(shí)段內(nèi)，H₂的濃度隨時(shí)間變化的情況，則t₁時(shí)平衡的移動(dòng)方向?yàn)?u>       ，t₂時(shí)改變的條件可能為               ；若以K₁、K₂、K₃分別表示t₁時(shí)刻起改變條件的三個(gè)時(shí)間段內(nèi)的平衡常數(shù)，t₃時(shí)刻沒有加入或減少體系中的任何物質(zhì)，則K₁、K₂、K₃的關(guān)系為                 ；

③用以上四種方法制得的Cu₂O在其它條件相同下分別對(duì)水催化分解，產(chǎn)生氫氣的速率v隨時(shí)間t變化如圖所示。下列敘述正確的是           。

A．方法③、④制得的Cu₂O催化效率相對(duì)較高

B．方法④制得的Cu₂O作催化劑時(shí)，水的平衡轉(zhuǎn)化率最高

C．催化效果與Cu₂O顆粒的粗細(xì)、表面活性等有

D．Cu₂O催化水分解時(shí)，需要適宜的溫度

（16分）某強(qiáng)酸性溶液X，含Ag⁺、Al³⁺、SiO^2-₃、NH⁺₄、Fe²⁺、Fe³⁺、CO^2-₃、Cl^-、NO^-₃中的一種或幾種離子，取X溶液進(jìn)行連續(xù)實(shí)驗(yàn)，能實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：

依據(jù)以上信息，回答下列問題：

   （1）上述離子中，溶液x中肯定含有的是：        ；不能肯定的是：       ；對(duì)不能確定是否存在的離子，可以另取x溶液于一支試管中，選擇下列試劑中的某一種加入X溶液，根據(jù)現(xiàn)象就可判斷，則試劑可以選（若多種選法中間加“或"字間隔）：            。

①酚酞試劑，②石蕊試劑，③pH試紙，④KSCN溶液，⑤KMnO₄溶液，⑥苯酚溶液

   （2）氣體G的化學(xué)式為：         ；沉淀E的化學(xué)式為：       ；沉淀J的化學(xué)式為：         。

   （3）實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生的氣體A為無(wú)色，但如果暴露在空氣中可以觀察到的現(xiàn)象是：      ；寫出步驟①中生成氣體A的離子方程式          。

   （4）要使步驟②中，A、H₂O、O₂三種物質(zhì)恰好發(fā)生化合反應(yīng)，則A、H₂ O、O₂物質(zhì)的量之比是：           。

某化學(xué)課外活動(dòng)小組在實(shí)驗(yàn)室做了如下一系列實(shí)驗(yàn)：
該小組設(shè)計(jì)了如圖1所示的一套氣體發(fā)生、收集和尾氣吸收裝置以探究裝置的多功能性．
①甲同學(xué)認(rèn)為裝置Ⅰ可作為實(shí)驗(yàn)室制氧氣的快速發(fā)生器，則裝置Ⅰ的a儀器中可加入______或______，裝置Ⅱ從______管口進(jìn)氣即可作為排氣法收集O₂的裝置．
②乙同學(xué)認(rèn)為利用裝置Ⅱ，可收集NO，試簡(jiǎn)述操作方法______．．學(xué)習(xí)小組在研究CH₄還原Fe₂O₃的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)生成的黑色粉末各組分均能被磁鐵吸引．查閱資料得知：在溫度不同、受熱不均時(shí)會(huì)生成具有磁性的Fe₃O₄．為進(jìn)一步探究黑色粉末的組成及含量，他們進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．
（一）定性檢驗(yàn)
（1）往黑色粉末中滴加鹽酸，觀察到有氣泡產(chǎn)生，則黑色粉末中一定有______，產(chǎn)生氣泡的離子方程式為______．
（2）熱還原法檢驗(yàn)：按圖2裝置連接好儀器（圖中夾持設(shè)備已略去），檢查裝置的氣密性．往裝置中添加藥品．打開止水夾K通人氫氣，持續(xù)一段時(shí)間后再點(diǎn)燃C處的酒精燈．
請(qǐng)回答下列問題：
①檢查裝置A氣密性的方法是______．
②B中試劑的名稱是_______．
③若加熱一段時(shí)間后，裝置D中白色粉末變藍(lán)色，對(duì)黑色粉末的組成得出的結(jié)論是______ （填“是或否”）含有Fe₃O₄．
④綜上所述：黑色粉末的組成為______和______．
（3）為進(jìn)一步證明黑色粉末是否含F(xiàn)e₃O₄，某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下：取少量黑色粉末于試管，加足量鹽酸，充分振蕩使黑色粉末完全溶解，滴人KSCN溶液，觀察現(xiàn)象．請(qǐng)分析此方案是否可行，并解釋原因．答：______．
（二）．沉淀法定量測(cè)定
為進(jìn)一步分析該黑色粉中兩組分的比例關(guān)系，按圖3實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行測(cè)定．
（4）操作II的名稱是______、______、轉(zhuǎn)移固體．
（5）通過(guò)以上數(shù)據(jù)，計(jì)算黑色粉末中兩組分的質(zhì)量分別為______．

某強(qiáng)酸性溶液X，含Ag⁺、Al³⁺、SiO^2-₃、NH⁺₄、Fe²⁺、Fe³⁺、CO^2-₃、Cl^-、NO^-₃中的一種或幾種離子，取X溶液進(jìn)行連續(xù)實(shí)驗(yàn)，能實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：

依據(jù)以上信息，回答下列問題：
（1）上述離子中，溶液x中肯定含有的是：______；不能肯定的是：______；對(duì)不能確定是否存在的離子，可以另取x溶液于一支試管中，選擇下列試劑中的某一種加入X溶液，根據(jù)現(xiàn)象就可判斷，則試劑可以選（若多種選法中間加“或“字間隔）：______．
①酚酞試劑，②石蕊試劑，③pH試紙，④KSCN溶液，⑤KMnO₄溶液，⑥苯酚溶液
（2）氣體G的化學(xué)式為：______；沉淀E的化學(xué)式為：______；沉淀J的化學(xué)式為：______．
（3）實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生的氣體A為無(wú)色，但如果暴露在空氣中可以觀察到的現(xiàn)象是：______；寫出步驟①中生成氣體A的離子方程式______．
（4）要使步驟②中，A、H₂O、O₂三種物質(zhì)恰好發(fā)生化合反應(yīng)，則A、H₂O、O₂物質(zhì)的量之比是：______．