Question

【題目】納米級(jí)Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注，下表為制取Cu2O的兩種方法：

方法Ⅰ	用炭粉在高溫條件下還原CuO
方法Ⅱ	電解法的反應(yīng)為2Cu+H2O Cu2O+H2↑

（1）已知：2Cu(s) + 1/2 O2(g) = Cu2O(s) △H = -169KJ/mol

C(s) +1/2 O2(g) = CO(g) △H= -110.5kJ/mol

Cu(s) + 1/2 O2(g) = CuO(s) △H = -157kJ/mol

則方法Ⅰ反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______________________ 。

（2）方法Ⅱ采用肼（N2H4）燃料電池為電源，用離子交換膜控制電解液中c(OH-)制備納米Cu2O，其裝置如圖甲、乙。

圖甲 圖乙

①上述裝置中D電極應(yīng)連接肼燃料電池的_______極（填“A”或“B”），該電解池中離子交換膜為______離子交換膜（填“陰”或“陽(yáng)”）。

②該電解池的陽(yáng)極反應(yīng)式為_______________________________，肼燃料電池中A極發(fā)生的電極反應(yīng)為___________________________________。

③當(dāng)反應(yīng)生成14.4 g Cu2O時(shí)，至少需要肼______mol。

Answer 1

【答案】 2CuO(s)＋C(s)= Cu2O(s)＋CO(g) △H =+34.5 kJ·mol-1 B 陰 2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O N2H4- 4e-+4OH-=N2↑+4H2O 0.05

【解析】（1）方法Ⅰ反應(yīng)的方程式可表示為：C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g)；將上述反應(yīng)分別編號(hào)：

① 2Cu(s) + 1/2 O2(g) = Cu2O(s) △H = -169KJ/mol

② C(s) +1/2 O2(g) = CO(g) △H= -110.5kJ/mol

③ Cu(s) + 1/2 O2(g) = CuO(s) △H = -157kJ/mol

④ C(s) + CuO(s)= Cu(s) +CO(g)

根據(jù)蓋斯定律可知，④=①+②2×③，所以反應(yīng)④：△H=+34.5 kJ/mol；

故答案為：C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g) △H=+34.5KJ/mol；

（2）①燃料電池正極通氧化劑，負(fù)極通燃料，即A極為負(fù)極，B極為正極。圖乙為電解池裝置，電解目的為制備Cu2O，則D極作陽(yáng)極，接電池正極（B極），銅被氧化。陽(yáng)極反應(yīng)為2Cu2e+2OH =Cu2O+H2O，反應(yīng)消耗OH-，采用陰離子交換膜使OH-向陽(yáng)極移動(dòng)。

故答案為：B；陰；

（3）根據(jù)上述分析，陽(yáng)極反應(yīng)為：2Cu2e+2OH=Cu2O+H2O；A極為負(fù)極，N2H4失電子，轉(zhuǎn)化為N2，故電極方程式為N2H4- 4e-+4OH-=N2↑+4H2O；

故答案為：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O；N2H4- 4e-+4OH-=N2↑+4H2O；

（4）根據(jù)電極反應(yīng)可知，Cu2O與N2H4、e-的數(shù)量關(guān)系式為：

4e- ~ 2Cu ~ N2H4，所以n(N2H4)=0.5 n(Cu)= ×0.5=0.05mol。

故答案為：0.05。