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=－169kJ·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）碳粉能把氧化铜还原为铜粉；

（2）利用盖斯定律计算2CuO(s)＋C(s)=Cu2O(s)＋CO(g)的焓变；

（3）根据装置图，Cu生成Cu2O，金属铜失电子发生氧化反应，铜为阳极；肼燃料电池中通入氧气的一极发生还原反应，所以D是正极、C是负极。

（1）碳粉能把氧化铜还原为铜粉，若控温不当易生成Cu而使Cu2O产率降低；

（2）①2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s) ΔH1=－169kJ·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

根据盖斯定律①+②－③×2得：2CuO(s)＋C(s)=Cu2O(s)＋CO(g)；△H=+34.5kJ·mol－1；

（3）①根据装置图，Cu生成Cu2O，铜元素失电子发生氧化反应，铜为阳极，B电极连正极，应与肼燃料电池的D电极相连；

②根据题意，需要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，所以该离子交换膜为阴离子交换膜；阳极铜失电子生成Cu2O，电解池的阳极反应式为2Cu-2e－+2OH－=Cu2O+H2O；

③肼燃料电池中，燃料肼在负极失电子生成氮气和水，负极反应方程式是N2H4-4e－+4OH－=N2↑+4H2O。