（12分）納米氧化亞銅(Cu2O)是一種用途廣泛的光電材料，常用的制備方法有電化學(xué)法、濕化學(xué)法等。電化學(xué)法可用銅棒和石墨作電極，電解Cu(NO3)2稀溶液制備。濕化學(xué)法的制備過程為：在KOH溶液中加入一定量的CuSO4溶液，再加入一定量的還原劑——肼（N2H4），加熱并保持溫度在90℃。檢驗(yàn)反應(yīng)完全后，分離、洗滌、真空干燥得到固體樣品。反應(yīng)方程式為：4CuSO4 + N2H4+ 8KOH ＝ 2Cu2O + N2↑+ 4K2SO4+ 6H2O

（1）電化學(xué)法制備Cu2O時(shí)，銅棒做       極，陰極生成Cu2O的電極反應(yīng)式為      。

（2）濕化學(xué)法中，檢驗(yàn)納米Cu2O已經(jīng)生成的實(shí)驗(yàn)方法是      。

（3）濕化學(xué)法得到的產(chǎn)品中常含有Cu。稱取某產(chǎn)品1.76 g（設(shè)僅含Cu2O和Cu），加入足量的稀硝酸，充分反應(yīng)后得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的NO氣體224mL，試計(jì)算產(chǎn)品中Cu2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

 

（1）陽極（2分）   2Cu2+ + 2e－+ H2O == Cu2O+2H+ （2分）

（2）丁達(dá)爾效應(yīng)（或詳細(xì)敘述操作）（2分）

（3）n(Cu2O)· 144mol·L—1 + n(Cu) · 64mol·L—1 =1.760 g

     n(Cu2O)· 2 + n(Cu) · 2 = 0.224/22.4 mol ·3     （3分）

解得：n(Cu2O)= 0.01 mol    n(Cu)=0.005 mol w(Cu2O) = 0.818（3分）

解析:電化學(xué)法制備Cu2O時(shí)，銅棒做陽極溶解。陰極生成Cu2O的電極反應(yīng)式為

 2Cu2+ + 2e－+ H2O == Cu2O+2H+濕化學(xué)法中，檢驗(yàn)納米Cu2O已經(jīng)生成的實(shí)驗(yàn)方法是丁達(dá)爾效應(yīng)。用電子守恒解答第三問。

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源：2013-2014學(xué)年江蘇省如東縣高三上學(xué)期期末四校聯(lián)考化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

前段時(shí)間席卷我國大部的霧霾天氣給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的影響，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國部分城市霧霾天占全年一半，引起霧霾的PM2.5微細(xì)粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、金屬氧化物、有機(jī)顆粒物及揚(yáng)塵等。

（1）有機(jī)顆粒物的產(chǎn)生主要是由于不完全燃燒導(dǎo)致的相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：

①C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH1＝－94kJ·mol－1；

②C8H16(l)+12O2(g)=8CO2(g)+8H2O(l)? ΔH2＝－1124kJ·mol－1

③C8H16(l)+4O2=8C（g）+8H2O（l）ΔH3＝????????????????? kJ·mol－1

（2）納米二氧化鈦可光解揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs），若無水蒸氣存在，三氯乙烯降解反應(yīng)為：C2HCl3+2O2→2CO2+HCl+Cl2，若有足夠量的降解后的尾氣，實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)產(chǎn)物中有氯氣的簡單方法是：????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ；通過質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)還有多種副反物，其中之一為：，則該有機(jī)物核磁共振氫譜有 　 個(gè)峰。

已知：Cu(OH)2是二元弱堿；亞磷酸（H3PO3）是二元弱酸，與NaOH溶液反應(yīng)，生成Na2HPO3。

（3）在銅鹽溶液中Cu2＋發(fā)生水解反應(yīng)的離子方程式為____，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為____；（已知：25℃時(shí)，Ksp[Cu(OH)2]＝2.0×10－20mol3/L3）

（4）電解Na2HPO3溶液可得到亞磷酸，裝置如圖（說明：陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過）

①陽極的電極反應(yīng)式為____________________。

②產(chǎn)品室中反應(yīng)的離子方程式為____________。

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2011-2012學(xué)年浙江省招生仿真卷理科綜合化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

（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：

時(shí)間/min

20

40

60

80

n(O2)/mol

1.0

1.6

2.0

2.0

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

 

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