(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:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=akJ·mol—1;

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=bkJ·mol—1;

2Cu2O(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:

2H2O(g)2H2(g)+O2(g) ⊿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  138622  138630  138636  138640  138646  138648  138652  138658  138660  138666  138672  138676  138678  138682  138688  138690  138696  138700  138702  138706  138708  138712  138714  138716  138717  138718  138720  138721  138722  138724  138726  138730  138732  138736  138738  138742  138748  138750  138756  138760  138762  138766  138772  138778  138780  138786  138790  138792  138798  138802  138808  138816  203614 

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