(14分)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:2Cu+H2O Cu2O+H2↑

方法Ⅲ

用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2

 

 

 

 

 

(1)工业上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ,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:①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=akJ·mol—1;

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=bkJ·mol—1;

③2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s) △H=ckJ·mol—1.

方法Ⅰ制备过程会产生有毒气体,写出制备反应的热化学方程式 。

(3)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,该电池的阳极生成Cu2O反应式为 。

(4)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。该制法的化学方程式为 。

(5)方法Ⅲ可以用甲醛稀溶液替代肼,但因反应温度较高而使部分产品颗粒过大, (填操作名称)可分离出颗粒过大的Cu2O。

(6)在相同的密闭容器中,用方法Ⅱ和方法Ⅲ制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验:

⊿H >0

水蒸气的浓度(mol·L-1)随时间t (min)变化如下表:

序号

温度

0

10

20

30

40

50

T1

0.050

0.0492

0.0486

0.0482

0.0480

0.0480

T1

0.050

0.0488

0.0484

0.0480

0.0480

0.0480

T2

0.10

0.094

0.090

0.090

0.090

0.090

可以判断:实验①的前20 min的平均反应速率 ν(O2)= ;实验温度T1 T2(填“>”、“<”);催化剂的催化效率:实验① 实验②(填“>”、“<”)。

 

 0  126262  126270  126276  126280  126286  126288  126292  126298  126300  126306  126312  126316  126318  126322  126328  126330  126336  126340  126342  126346  126348  126352  126354  126356  126357  126358  126360  126361  126362  126364  126366  126370  126372  126376  126378  126382  126388  126390  126396  126400  126402  126406  126412  126418  126420  126426  126430  126432  126438  126442  126448  126456  203614 

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