Question

【题目】纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu2O的两种方法：

方法a	用炭粉在高温条件下还原CuO
方法b	电解法，反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑

（1）工业上常用方法b制取Cu2O而很少用方法a，其原因是反应条件不易控制，若控温不当易生成__________而使Cu2O产率降低。

（2）已知：①2Cu(s)+ O2(g)＝Cu2O(s) ΔH1=－169 kJ·mol－1

②C(s)+ O2(g)＝CO(g) ΔH2=－110.5 kJ·mol－1

③Cu(s)+ O2(g)＝CuO(s) ΔH3=－157 kJ·mol－1

则方法a中发生的反应：2CuO(s)＋C(s)＝Cu2O(s)＋CO(g)；△H=________。

（3）方法b是用肼燃料电池为电源，通过离子交换膜电解法控制电解液中OH－的浓度来制备纳米Cu2O，装置如图所示：

①上述装置中B电极应连_________电极(填“C”或“D”)。

②该离子交换膜为____离子交换膜(填“阴”或“阳”)，该电解池的阳极反应式为_______。

③原电池中负极反应式为______________。

Answer 1

【答案】Cu +34.5kJ·mol－1 D 阴 2Cu-2e－+2OH－＝Cu2O+H2O N2H4-4e－+4OH－＝N2↑+4H2O

【解析】

（1）碳会将CuO还原为铜；

（2）根据盖斯定律进行求解；

（3）①铜电极应发生氧化反应；原电池中正极得电子发生还原反应，负极失电子发生氧化反应；

②离子交换膜要控制电解液中OH-的浓度，阴离子交换膜才能控制氢氧根浓度；

③原电池中负极失电子发生氧化反应。

（1）在加热条件下，C会将CuO还原为Cu，故方法I反应条件不易控制，若控温不当易生成Cu而使Cu2O产率降低；

（2）已知：①2Cu（s）+O2（g）＝Cu2O（s）△H=-169kJmol-1

②C（s）+O2（g）＝CO（g）△H=-110.5kJmol-1

③Cu（s）+O2（g）＝CuO（s）△H=-157kJmol-1
根据盖斯定律①+②-2×2可得2CuO（s）+C（s）＝Cu2O（s）+CO（g）△H=+34.5kJmol-1；

（3）①原电池中D电极通入氧气，氧气发生还原反应，故D电极为正极，C电极为负极；电解池中B电极为铜，铜在反应过程被氧化，故为阳极，与外接电源的正极相连，即与D相连，故答案为：D；

②该方法采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度，则只有使用阴离子交换膜才能控制氢氧根离子浓度；在电解池中，当阳极是活泼电极时，该电极本身发生失电子得还原反应，在碱性环境下，金属铜失去电子的电极反应为2Cu-2e-+2OH-＝Cu2O+H2O；

③原电池中负极失电子发生氧化反应，负极通入N2H4失电子被氧化成N2，负极反应式为N2H4-4e－+4OH－＝N2↑+4H2O。