納米氧化亞銅(Cu2O)是一種光催化劑,極具太陽能轉(zhuǎn)換潛力.
(1)生成氧化亞銅的反應(yīng)很多,中學化學涉及的反應(yīng)之一是乙醛與新制的氫氧化銅反應(yīng),該反應(yīng)的化學方程為:
 

(2)目前常用微乳液-還原法:在100℃,將0.5g十二烷基苯磺酸鈉溶解于100mL、0 1mol/L的Cu(NO32水溶液中,再快速加入一定體積5mol/L的NaOH水溶液,并攪拌使之混合均勻,再逐滴加入水合肼的水溶液,直至產(chǎn)生紅色沉淀,經(jīng)抽濾、洗滌和真空干燥,得到Cu2O粉末.
①已知:N2H4(l)+O2(g)═N2(g)+2H2O(l)△H=-akJ/mol
Cu(OH)2(s)═CuO(s)+H2O(l)△H=bkJ/mol
4CuO(s)═2Cu2O(s)+O2(g)△H=ckJ/mol
則4Cu(OH)2(s)+N2H4(l)═2Cu2O(s)+N2(g)+6H2O(l)△H=
 
kJ/mol.
②十二烷基苯磺酸鈉是洗衣粉的主要成分,它在該法中可能的作用是
 

(3)用銅棒作陽極,鈦作陰極,電解氯化鈉和氫氧化鈉的混合溶液,電解總方程為:2Cu+H2O
 電解 
.
 
Cu2O+H2↑,納米氧化亞銅在
 
極獲得.精英家教網(wǎng)
(4)在石化工業(yè)中常用納米Cu2O光解脫硫時,在反應(yīng)容器中加入一定量含硫混合物[噻吩(C4H4S)和正辛烷按物質(zhì)的量1:1]并加入0.1g納米Cu2O,光照同時通入空氣1h,分別測定不同流速下最后剩余液中硫的質(zhì)量分數(shù)確定脫硫率,所得結(jié)果如右圖,下列說法正確的是
 

A.用正辛烷作溶劑進行實驗,是為了模擬柴油的成分
B.用噻吩作含硫化合物是研究有機硫的去除率
C.該實驗條件下,空氣的流量以150mL/min左右為宜
D.當空氣流量超過150mL/min脫硫率下降主要是因為氧化亞銅揮發(fā).
分析:(1)乙醛可以被新制取的氫氧化銅氧化為乙酸;
(2)①根據(jù)蓋斯定律來計算化學反應(yīng)的焓變;
②根據(jù)分散系的組成以及物質(zhì)的性質(zhì)來回答判斷;
(3)電解池的陽極上是活潑電極時,電極本身發(fā)生失電子的氧化反應(yīng);
(4)根據(jù)同流速下最后剩余液中硫的質(zhì)量分數(shù)確定脫硫率所得結(jié)果示意圖來回答判斷.
解答:解:(1)乙醛可以被新制取的氫氧化銅氧化為乙酸,本身被還原為磚紅色的氧化亞銅,化學方程式為:CH3CHO+2Cu(OH)2
Cu2O+CH3COOH+2H2O,
故答案為:CH3CHO+2Cu(OH)2
Cu2O+CH3COOH+2H2O;
(2)已知:①N2H4(l)+O2(g)═N2(g)+2H2O(l)△H=-akJ/mol
②Cu(OH)2(s)═CuO(s)+H2O(l)△H=bkJ/mol
③4CuO(s)═2Cu2O(s)+O2(g)△H=ckJ/mol
則反應(yīng)4Cu(OH)2(s)+N2H4(l)═2Cu2O(s)+N2(g)+6H2O(l)可以是②×4+③-①得到,所以該反應(yīng)的△H=4b+c-akJ/mol,十二烷基苯磺酸鈉在該法中可能的作用是作溶劑,即分散劑的作用,
故答案為:4b+c-a;分散劑;
(3)在電解池中,陽極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),根據(jù)總的電解反應(yīng),陽極上是金屬銅失電子生成氧化亞銅的過程,所以納米氧化亞銅在陽極上獲得,
故答案為:陽;
(4)根據(jù)測定不同流速下最后剩余液中硫的質(zhì)量分數(shù)確定脫硫率示意圖,用噻吩作含硫化合物是研究有機硫的去除率,該實驗條件下,空氣的流量在150mL/min左右時,脫硫率最高,所以空氣的流量以150mL/min左右為宜,當空氣流量超過150mL/min脫硫率下降主要是因為脫硫率下降主要是因為正辛烷揮發(fā)導致,
故選:BC.
點評:本題考查學生熱化學和電化學的綜合應(yīng)用知識,屬于綜合知識的考查題,難度較大.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源:2013-2014學年江蘇省如東縣高三上學期期末四校聯(lián)考化學試卷(解析版) 題型:填空題

前段時間席卷我國大部的霧霾天氣給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的影響,據(jù)統(tǒng)計我國部分城市霧霾天占全年一半,引起霧霾的PM2.5微細粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、金屬氧化物、有機顆粒物及揚塵等。

1)有機顆粒物的產(chǎn)生主要是由于不完全燃燒導致的相關(guān)熱化學方程式如下:

C(s)O2(g)=CO2(g) ΔH1=-94kJ·mol1;

C8H16(l)+12O2(g)=8CO2(g)+8H2O(l)? ΔH2=-1124kJ·mol1

C8H16(l)+4O2=8Cg+8H2OlΔH3????????????????? kJ·mol1

2)納米二氧化鈦可光解揮發(fā)性有機污染物(VOCs),若無水蒸氣存在,三氯乙烯降解反應(yīng)為:C2HCl3+2O2→2CO2+HCl+Cl2,若有足夠量的降解后的尾氣,實驗室檢驗產(chǎn)物中有氯氣的簡單方法是:????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ;通過質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)還有多種副反物,其中之一為:,則該有機物核磁共振氫譜有   個峰。

已知:Cu(OH)2是二元弱堿;亞磷酸(H3PO3)是二元弱酸,與NaOH溶液反應(yīng),生成Na2HPO3。

3)在銅鹽溶液中Cu2發(fā)生水解反應(yīng)的離子方程式為____,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為____;(已知:25時,Ksp[Cu(OH)2]2.0×1020mol3/L3

4)電解Na2HPO3溶液可得到亞磷酸,裝置如圖(說明:陽膜只允許陽離子通過,陰膜只允許陰離子通過)

陽極的電極反應(yīng)式為____________________。

產(chǎn)品室中反應(yīng)的離子方程式為____________

 

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源:2011-2012學年浙江省招生仿真卷理科綜合化學試卷(解析版) 題型:填空題

(15分)納米級Cu2 O 粉末,由于量子尺寸效應(yīng),其具有特殊的光學、電學及光電化學性質(zhì),在太陽電池、傳感器、超導體、制氫和電致變色、環(huán)境中處理有機污染物等方面有著潛在的應(yīng)用。

Ⅰ.納米氧化亞銅的制備

(1)四種制取Cu2O的方法如下:

①火法還原。用炭粉在高溫條件下還原CuO;

②最新實驗研究用肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2可制備納米級Cu2O,同時放出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

則該方法制備Cu2O的熱化學方程式為                                              。

③工業(yè)中主要采用電解法:用銅和鈦作電極,電解氯化鈉和氫氧化鈉的混合溶液,電解總方程式為:2Cu+H2OCu2O+H2↑,則陽極反應(yīng)式為:                               

④還可采用Na2SO3還原CuSO4法:將Na2SO3 和CuSO4加入溶解槽中,制成一定濃度的溶液,通入蒸氣加熱,于100℃~104℃間反應(yīng)即可制得。寫出該反應(yīng)的化學方程式:                。

Ⅱ.納米氧化亞銅的應(yīng)用

(2)用制得的Cu2O進行催化分解水的實驗

①一定溫度下,在2 L密閉容器中加入納米級Cu2O并通入10. 0 mol水蒸氣,發(fā)生反應(yīng):

2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)  △H=+484 kJ·mol1

T1溫度下不同時段產(chǎn)生O2的量見下表:

時間/min

20

40

60

80

n(O2)/mol

1.0

1.6

2.0

2.0

前20 min的反應(yīng)速率 v(H2O)=                        ;該該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達式K              ;若T2溫度下K=0.4,T1          T2(填>、<、=)

②右圖表示在t1時刻達到平衡后,只改變一個條件又達到平衡的不同時段內(nèi),H2的濃度隨時間變化的情況,則t1時平衡的移動方向為       ,t2時改變的條件可能為               ;若以K1、K2、K3分別表示t1時刻起改變條件的三個時間段內(nèi)的平衡常數(shù),t3時刻沒有加入或減少體系中的任何物質(zhì),則K1、K2、K3的關(guān)系為                 ;

③用以上四種方法制得的Cu2O在其它條件相同下分別對水催化分解,產(chǎn)生氫氣的速率v隨時間t變化如圖所示。下列敘述正確的是           

A.方法③、④制得的Cu2O催化效率相對較高

B.方法④制得的Cu2O作催化劑時,水的平衡轉(zhuǎn)化率最高

C.催化效果與Cu2O顆粒的粗細、表面活性等有

D.Cu2O催化水分解時,需要適宜的溫度

 

查看答案和解析>>

同步練習冊答案