摘要:23.已知CuO在高温下用H2还原.可生成Cu.也可能有Cu2O生成.当H2足量时.生成的Cu2O在高温下用H2还原.可生成Cu.也可能有Cu2O生成.当H2足量时.生成的Cu2O也能被H2还原成Cu. 高温 (1)写出H2在高温下还原CuO过程中可能发生反应的化学方程式 ①写出H2 Cu+H2O,② . ③ . (2)Cu+在酸性溶液中不稳定.可发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu.现有浓硫酸.浓硝酸.稀硫酸和稀硝酸四种试剂.简述如何用最简便的实验方法来检验CuO经氢气还原所得到的红色产物中是否有Cu2O. . (3)若将10.0gCuO在高温下与H2发生反应.反应结束后测得剩余固体质量为8.4g.则反应过程中转移电子物质的量为 . (4)若有a g CuO和Cu2O的混合物.加入2.0mol/L H2SO4V mL.使混合物恰好全部反应.则V的取值范围为 .

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(2010?杭州一模)对一个化学反应的研究需要从反应条件、限度、速率、定量关系等因素进行综合分析,下列是关于化学反应原理的系列研究,请根据相关信息回答有关问题.

(1)关于反应生成物的定量研究:
已知反应:Br2+2Fe2+═2Br-+2Fe3+,向10mL 0.1mol?L-1的FeBr2溶液中通入0.001mol Cl2,反应后,溶液中除含有Cl-外,还一定
C
C
.(填字母序号)
A.含Fe2+,不含Fe3+B.含Fe3+,不含Br-C.含Fe3+,含有Br-
(2)关于反应限度的研究:
已知在773K、固定体积的容器中,反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)过程中能量变化如图1.曲线Ⅱ表示使用催化剂时的能量
变化.若投入a mol CO、2a mol H2,平衡时能生成0.1a mol CH3OH,反应就具工业应用价值.
①若按上述投料比使该反应具有工业应用价值,CO的平衡转化率最小为
10%
10%

②在容器容积不变的前提下,欲提高H2的转化率,可采取的措施(答两项即可):
增大CO浓度
增大CO浓度
适当降低温度或及时分离CH3OH
适当降低温度或及时分离CH3OH

(3)关于反应速率的研究:
氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程.下面是HNO3发生 的一个还原过程的反应式:NO3-+4H++3e-→NO+2H2O
①KMnO4、Na2CO3、CuO、KI四种物质中的
KI
KI
 (填化学式)能使上述还原过程发生.
②欲用图2装置测算硝酸被还原的速率,当反应物的浓度、用量及其他影响速率的条件确定之后,可以通过测定
单位时间内收集的气体体积(或收集一定体积的气体所用的时间)
单位时间内收集的气体体积(或收集一定体积的气体所用的时间)
推(计)算反应速率.
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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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