纳米级Cu
2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu
2O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Cu
2O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Cu
2O产率降低。
(2)已知:2Cu(s)+1/2O
2(g)=Cu
2O(s) △H =-akJ·mol
-1C(s)+1/2O
2(g)=CO(g) △H =-bkJ·mol-1
Cu(s)+1/2O
2(g)=CuO(s) △H =-ckJ·mol
-1则方法Ⅰ发生的反应:2CuO(s)+C(s)= Cu
2O(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Cu
2O,装置如图所示,该电池的阳极生成Cu
2O反应式为
。

(4)方法Ⅲ为加热条件下用液态肼(N
2H
4)还原新制Cu(OH)
2来制备纳米级Cu
2O,同时放出N
2,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Cu
2O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T
2小于T
1B.实验①前20 min的平均反应速率v(O
2)=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