摘要:2.t℃时.CuSO4的溶解度为A g.在该温度时.向g饱和CuSO4溶液中加入A g无水CuSO4粉末后.得到一定量的蓝色CuSO4晶体.取出该晶体投入多少克水中.才能使溶液在t ℃时恰好饱和 A. (100+A)g B. 100g C. (100+2A)g D.无法计算

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精英家教网铜是人类最早使用的金属,被广泛应用于电气、轻工、机械制造和国防工业等.已知Cu2O与H2SO4能发生反应:Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O.
(1)为确定某温度下Cu(OH)2固体的分解产物.称取9.8gCu(OH)2样品,将该样品在坩埚中加热完全分解,冷却至室温后,测得剩余固体质量为7.6g,该固体的成分为
 
,若将所得固体溶于足量稀硫酸,所得固体质量为
 
g.
(2)科学研究发现Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂.
Ⅰ通过以下四种方法来制备Cu2O.
a.火法还原:用炭粉在高温条件下还原CuO;
b.用CH3CHO还原新制电解的Cu(OH)2
c.电解法:2Cu+H2
 电解 
.
 
 Cu2O+H2↑;
d.最新实验研究用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时放出N2
①该制法的化学方程式为
 

②肼性质与氨气相似,易溶于水,可发生如下两步电离过程:
N2H4+H2O?N2H5++OH-    I
N2H5++H2O?N2H62++OH-   II
常温下,某浓度N2H6C12溶液的pH为4,则该溶液中由水电离产生的c(H+)为
 

已知在相同条件下过程I的进行程度大于N2H5+的水解程度.常温下,若0.2mol/L N2H4溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合,则溶液中N2H5+、Cl-、OH-、H+离子浓度由大到小的顺序为
 

Ⅱ用制得的Cu2O进行催化分解水的实验.
用以上四种方法制得的Cu2O在相同条件下分别对水进行催化分解,产生氢气的体积V(H2)随时间t变化如图所示,则下列说法正确的是
 

A.c、d方法制得的Cu2O催化效率相对较高
B.d方法制得的Cu2O作催化剂时,水的平衡转化率最高
C.催化效果与Cu2O颗粒的粗细、表面活性等有关
D.分解等物质的量的水时,d方法制得的Cu2O作催化剂所需吸收的能量最低.
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(15分)纳米级Cu2 O 粉末,由于量子尺寸效应,其具有特殊的光学、电学及光电化学性质,在太阳电池、传感器、超导体、制氢和电致变色、环境中处理有机污染物等方面有着潜在的应用。

Ⅰ.纳米氧化亚铜的制备

(1)四种制取Cu2O的方法如下:

①火法还原。用炭粉在高温条件下还原CuO;

②最新实验研究用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时放出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

则该方法制备Cu2O的热化学方程式为                                              

③工业中主要采用电解法:用铜和钛作电极,电解氯化钠和氢氧化钠的混合溶液,电解总方程式为:2Cu+H2OCu2O+H2↑,则阳极反应式为:                               

④还可采用Na2SO3还原CuSO4法:将Na2SO3 和CuSO4加入溶解槽中,制成一定浓度的溶液,通入蒸气加热,于100℃~104℃间反应即可制得。写出该反应的化学方程式:               

Ⅱ.纳米氧化亚铜的应用

(2)用制得的Cu2O进行催化分解水的实验

①一定温度下,在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入10. 0 mol水蒸气,发生反应:

2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)  △H=+484 kJ·mol1

T1温度下不同时段产生O2的量见下表:

时间/min

20

40

60

80

n(O2)/mol

1.0

1.6

2.0

2.0

前20 min的反应速率 v(H2O)=                        ;该该温度下,反应的平衡常数的表达式K              ;若T2温度下K=0.4,T1          T2(填>、<、=)

②右图表示在t1时刻达到平衡后,只改变一个条件又达到平衡的不同时段内,H2的浓度随时间变化的情况,则t1时平衡的移动方向为       ,t2时改变的条件可能为               ;若以K1、K2、K3分别表示t1时刻起改变条件的三个时间段内的平衡常数,t3时刻没有加入或减少体系中的任何物质,则K1、K2、K3的关系为                

③用以上四种方法制得的Cu2O在其它条件相同下分别对水催化分解,产生氢气的速率v随时间t变化如图所示。下列叙述正确的是           

A.方法③、④制得的Cu2O催化效率相对较高

B.方法④制得的Cu2O作催化剂时,水的平衡转化率最高

C.催化效果与Cu2O颗粒的粗细、表面活性等有

D.Cu2O催化水分解时,需要适宜的温度

 

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