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,反应为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:2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s) △H =-akJ·mol-1 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H =-bkJ·mol-1 Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s) △H =-ckJ·mol-1 则方法Ⅰ发生的反应:2CuO(s)+C(s)= Cu2O(s)+CO(g);△H = kJ·mol-1。 (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)在相同的密闭容器中,用以上两种方法制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验: 水蒸气的浓度(mol/L)随时间t(min)变化如下表所示。
序号
| 温度
| 0
| 10
| 20
| 30
| 40
| 50
| ①
| T1
| 0.050
| 0.0492
| 0.0486
| 0.0482
| 0.0480
| 0.0480
| ②
| T1
| 0.050
| 0.0488
| 0.0484
| 0.0480
| 0.0480
| 0.0480
| ③
| T2
| 0.10
| 0.094
| 0.090
| 0.090
| 0.090
| 0.090
| 下列叙述正确的是 (填字母代号)。 A.实验的温度T2小于T1 B.实验①前20 min的平均反应速率v(O2)=7×10-5 mol·L-1 min-1 C.实验②比实验①所用的催化剂催化效率高 |