（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·mol^－1

T₁温度下不同时段产生O₂的量见下表：

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

（16分）某强酸性溶液X，含Ag⁺、Al³⁺、SiO^2-₃、NH⁺₄、Fe²⁺、Fe³⁺、CO^2-₃、Cl^-、NO^-₃中的一种或几种离子，取X溶液进行连续实验，能实现如下转化：

依据以上信息，回答下列问题：

   （1）上述离子中，溶液x中肯定含有的是：        ；不能肯定的是：       ；对不能确定是否存在的离子，可以另取x溶液于一支试管中，选择下列试剂中的某一种加入X溶液，根据现象就可判断，则试剂可以选（若多种选法中间加“或"字间隔）：            。

①酚酞试剂，②石蕊试剂，③pH试纸，④KSCN溶液，⑤KMnO₄溶液，⑥苯酚溶液

   （2）气体G的化学式为：         ；沉淀E的化学式为：       ；沉淀J的化学式为：         。

   （3）实验中，产生的气体A为无色，但如果暴露在空气中可以观察到的现象是：      ；写出步骤①中生成气体A的离子方程式          。

   （4）要使步骤②中，A、H₂O、O₂三种物质恰好发生化合反应，则A、H₂ O、O₂物质的量之比是：           。

某化学课外活动小组在实验室做了如下一系列实验：
该小组设计了如图1所示的一套气体发生、收集和尾气吸收装置以探究装置的多功能性．
①甲同学认为装置Ⅰ可作为实验室制氧气的快速发生器，则装置Ⅰ的a仪器中可加入______或______，装置Ⅱ从______管口进气即可作为排气法收集O₂的装置．
②乙同学认为利用装置Ⅱ，可收集NO，试简述操作方法______．．学习小组在研究CH₄还原Fe₂O₃的实验中，发现生成的黑色粉末各组分均能被磁铁吸引．查阅资料得知：在温度不同、受热不均时会生成具有磁性的Fe₃O₄．为进一步探究黑色粉末的组成及含量，他们进行如下实验．
（一）定性检验
（1）往黑色粉末中滴加盐酸，观察到有气泡产生，则黑色粉末中一定有______，产生气泡的离子方程式为______．
（2）热还原法检验：按图2装置连接好仪器（图中夹持设备已略去），检查装置的气密性．往装置中添加药品．打开止水夹K通人氢气，持续一段时间后再点燃C处的酒精灯．
请回答下列问题：
①检查装置A气密性的方法是______．
②B中试剂的名称是_______．
③若加热一段时间后，装置D中白色粉末变蓝色，对黑色粉末的组成得出的结论是______ （填“是或否”）含有Fe₃O₄．
④综上所述：黑色粉末的组成为______和______．
（3）为进一步证明黑色粉末是否含Fe₃O₄，某同学设计实验方案如下：取少量黑色粉末于试管，加足量盐酸，充分振荡使黑色粉末完全溶解，滴人KSCN溶液，观察现象．请分析此方案是否可行，并解释原因．答：______．
（二）．沉淀法定量测定
为进一步分析该黑色粉中两组分的比例关系，按图3实验流程进行测定．
（4）操作II的名称是______、______、转移固体．
（5）通过以上数据，计算黑色粉末中两组分的质量分别为______．

某强酸性溶液X，含Ag⁺、Al³⁺、SiO^2-₃、NH⁺₄、Fe²⁺、Fe³⁺、CO^2-₃、Cl^-、NO^-₃中的一种或几种离子，取X溶液进行连续实验，能实现如下转化：

依据以上信息，回答下列问题：
（1）上述离子中，溶液x中肯定含有的是：______；不能肯定的是：______；对不能确定是否存在的离子，可以另取x溶液于一支试管中，选择下列试剂中的某一种加入X溶液，根据现象就可判断，则试剂可以选（若多种选法中间加“或“字间隔）：______．
①酚酞试剂，②石蕊试剂，③pH试纸，④KSCN溶液，⑤KMnO₄溶液，⑥苯酚溶液
（2）气体G的化学式为：______；沉淀E的化学式为：______；沉淀J的化学式为：______．
（3）实验中，产生的气体A为无色，但如果暴露在空气中可以观察到的现象是：______；写出步骤①中生成气体A的离子方程式______．
（4）要使步骤②中，A、H₂O、O₂三种物质恰好发生化合反应，则A、H₂O、O₂物质的量之比是：______．