题目内容
纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到科学研究的不断关注，下表为制取Cu2O的三种方法：| 方法Ⅰ | 用炭粉在高温条件下还原CuO | ||||
| 方法Ⅱ | 电解法，反应为2Cu+H2O
| ||||
| 方法Ⅲ | 用肼（N2H4）还原新制的Cu （OH）2 |
（2）方法Ⅱ采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O，装置如图所示，该电池的阳极反应式为
（3）方法Ⅲ为加热条件下用液态肼（N2H4）还原新制Cu（OH）2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2．该反应的化学方程式为
（4）已知25℃时，Ksp[Cu（OH）2]=4×10-21，该温度下向0.001mol/L CuCl2溶液中通入氨气（体积变化忽略不计），开始沉淀时溶液的pH为
考点：电解原理,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
专题：电离平衡与溶液的pH专题,电化学专题
分析：（1）用炭粉在高温条件下还原CuO容易生成Cu；
（2）在电解池的阳极发生失电子的氧化反应；钛极是阴极发生氢离子得电子的还原反应，据此计算；
（3）根据“液态肼（N2H4）还原新制Cu（OH）2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2”来书写化学方程式；
（4）当生成沉淀时，应满足Qc＞KSP（Cu（OH）2），根据Ksp=（Cu2+）×c2（OH-）计算该题．
（2）在电解池的阳极发生失电子的氧化反应；钛极是阴极发生氢离子得电子的还原反应，据此计算；
（3）根据“液态肼（N2H4）还原新制Cu（OH）2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2”来书写化学方程式；
（4）当生成沉淀时，应满足Qc＞KSP（Cu（OH）2），根据Ksp=（Cu2+）×c2（OH-）计算该题．
解答：
解：（1）用炭粉在高温条件下还原CuO容易生成Cu，反应不易控制生成Cu2O，故答案为：反应不易控制，易还原产生Cu；
（2）在电解池中，当阳极是活泼电极时，该电极本身发生失电子的反应，在碱性环境下，金属铜失去电子的电极反应为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O，钛极是阴极发生氢离子得电子的还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，则阴极生成氢气的物质的量为：
=0.005mol，所以消耗氢离子0.01mol，则生成氢氧根离子0.01mol，故通过离子交换膜的阴离子的物质的量为0.01mol，
故答案为：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O；0.01；
（3）根据题目信息：液态肼（N2H4）还原新制Cu（OH）2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2，得出化学方程式为：4Cu（OH）2+N2H4
2Cu2O+N2↑+6H2O，
故答案为：4Cu（OH）2+N2H4
2Cu2O+N2↑+6H2O；
（4）在0.001mol/L的CuCl2溶液中不断加入氨水，Cu2+开始沉淀时，应满足（Cu2+）×c2（OH-）≥Ksp=4×10-21，c（OH-）≥
mol/L=2×10-9mol/L，
c（H+）=
mol/L=5×10-6mol/L
pH=6-lg5=5.3，
故答案为：5.3．
（2）在电解池中，当阳极是活泼电极时，该电极本身发生失电子的反应，在碱性环境下，金属铜失去电子的电极反应为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O，钛极是阴极发生氢离子得电子的还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，则阴极生成氢气的物质的量为：
| 0.112L |
| 22.4L/mol |
故答案为：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O；0.01；
（3）根据题目信息：液态肼（N2H4）还原新制Cu（OH）2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2，得出化学方程式为：4Cu（OH）2+N2H4
| ||
故答案为：4Cu（OH）2+N2H4
| ||
（4）在0.001mol/L的CuCl2溶液中不断加入氨水，Cu2+开始沉淀时，应满足（Cu2+）×c2（OH-）≥Ksp=4×10-21，c（OH-）≥
|
c（H+）=
| 10-14 |
| 2×10-9 |
pH=6-lg5=5.3，
故答案为：5.3．
点评：本题考查较为综合，涉及氧化亚铜的制备方案、电解、沉淀溶解平衡，侧重于学生的分析能力的考查，题目难度中等．
练习册系列答案
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