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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+H2O
Cu2O+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·mol-1
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 ;
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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 。
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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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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)
Cu(OH)2(s)
4CuO(s)
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+H2O
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)
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 |
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
现有X、Y、Z三种非金属元素,A、B、C三种金属元素,已知有如下情况:
(1)X、Y、Z的单质在常温下均为气体
(2)X的单质在Z的单质中燃烧,生成XZ,燃烧时火焰呈苍白色。
(3)XZ易溶于水,XZ的水溶液可使石蕊试液变红。
(4)两摩尔X的单质可与一摩尔Y的单质化合生成两摩尔X2Y,X2Y常温下为液体。
(5)Z的单质溶于X2Y中所得溶液具有漂白性。
(6)A的单质可以在Z的单质中燃烧,生成棕褐色固体,该固体溶于水呈棕黄色溶液。
(7)B与Z形成的化合物BZ2溶于水加入NaOH溶液有蓝色沉淀生成。
(8)C的单质与Y单质反应可能得到两种产物,其中一种为淡黄色。
请完成下列问题:
①写出XZ、X2Y和BZ2的化学式:XZ________,X2Y________,BZ2________。
②Z的单质溶于X2Y中所得溶液中起漂白作用的物质是________(填化学式)。
③A的单质与Z的单质反应的化学方程式:________________________。
④C的单质与Y单质反应生成淡黄色物质的化学方程式:________________________。
⑤Z单质能否与NaOH溶液反应?________(填“能”或“不能”)。若能,请写出反应的离子方程式:________________________。(若不能反应,则此空不必填写)
⑥向盛有紫色石蕊试液的试管中持续地通入氯气,溶液发生的颜色变化是__________,理由是________________________。
查看习题详情和答案>>(10分)现有X、Y、Z三种非金属元素,A、B、C三种金属元素,已知有如下情况:
(1)X、Y、Z的单质在常温下均为气体
(2)X的单质在Z的单质中燃烧,生成XZ,燃烧时火焰呈苍白色。
(3)XZ易溶于水,XZ的水溶液可使石蕊试液变红。
(4)两摩尔X的单质可与一摩尔Y的单质化合生成两摩尔X2Y,X2Y常温下为液体。
(5)Z的单质溶于X2Y中所得溶液具有漂白性。
(6)A的单质可以在Z的单质中燃烧,生成棕褐色固体,该固体溶于水呈棕黄色溶液。
(7)B与Z形成的化合物BZ2溶于水加入NaOH溶液有蓝色沉淀生成。
(8)C的单质与Y单质反应可能得到两种产物,其中一种为淡黄色。
请完成下列问题:
①写出XZ、X2Y和BZ2的化学式:XZ________,X2Y________,BZ2________。
②Z的单质溶于X2Y中所得溶液中起漂白作用的物质是________(填化学式)。
③A的单质与Z的单质反应的化学方程式:________________________。
④C的单质与Y单质反应生成淡黄色物质的化学方程式:________________________。
⑤Z单质能否与NaOH溶液反应?________(填“能”或“不能”)。若能,请写出反应的离子方程式:________________________。(若不能反应,则此空不必填写)
⑥向盛有紫色石蕊试液的试管中持续地通入氯气,溶液发生的颜色变化是__________,理由是________________________。
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(10分)现有X、Y、Z三种非金属元素,A、B、C三种金属元素,已知有如下情况:
(1)X、Y、Z的单质在常温下均为气体
(2)X的单质在Z的单质中燃烧,生成XZ,燃烧时火焰呈苍白色。
(3)XZ易溶于水,XZ的水溶液可使石蕊试液变红。
(4)两摩尔X的单质可与一摩尔Y的单质化合生成两摩尔X2Y,X2Y常温下为液体。
(5)Z的单质溶于X2Y中所得溶液具有漂白性。
(6)A的单质可以在Z的单质中燃烧,生成棕褐色固体,该固体溶于水呈棕黄色溶液。
(7)B与Z形成的化合物BZ2溶于水加入NaOH溶液有蓝色沉淀生成。
(8)C的单质与Y单质反应可能得到两种产物,其中一种为淡黄色。
请完成下列问题:
①写出XZ、X2Y和BZ2的化学式:XZ________,X2Y________,BZ2________。
②Z的单质溶于X2Y中所得溶液中起漂白作用的物质是________(填化学式)。
③A的单质与Z的单质反应的化学方程式:________________________。
④C的单质与Y单质反应生成淡黄色物质的化学方程式:________________________。
⑤Z单质能否与NaOH溶液反应?________(填“能”或“不能”)。若能,请写出反应的离子方程式:________________________。(若不能反应,则此空不必填写)
⑥向盛有紫色石蕊试液的试管中持续地通入氯气,溶液发生的颜色变化是__________,理由是________________________。