【題目】納米級(jí)Cu2O是優(yōu)良的催化劑和半導(dǎo)體材料,工業(yè)上常用下列方法制備Cu2O。

1)熱還原法

加熱條件下,用液態(tài)肼(N2H4)還原新制的Cu(OH2制備Cu2O,同時(shí)放出N2。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。

2)電解法 以氫氧燃料電池為電源,用電解法制備Cu2O的裝置如圖。

①A的化學(xué)式為________________

燃料電池中,OH-的移動(dòng)方向?yàn)?/span>________________(填由左向右由右向左);電解池中,陽極的電極反應(yīng)式為________________。

電解一段時(shí)間后,欲使陰極室溶液恢復(fù)原來組成,應(yīng)向其中補(bǔ)充一定量________________(填化學(xué)式)。

制備過程中,可循環(huán)利用的物質(zhì)為________________(填化學(xué)式)。

3)干法還原法

利用反應(yīng)Cu +CuOCu2O制備Cu2O。將反應(yīng)后的均勻固體混合物(含有三種成分)等分為兩份,一份與足量H2充分反應(yīng)后,固體質(zhì)量減少6.4g;另一份恰好溶于500mL稀硝酸,生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LNO,該稀硝酸的物質(zhì)的量濃度為________。

【答案】4Cu (OH2+N2H4N2+2Cu2O+6H2O O2 由左向右 2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O H2O H2 3.2mol/L

【解析】

1)在加熱條件下,用液態(tài)肼(N2H4)還原新制的Cu(OH2制備Cu2O,同時(shí)放出N2。根據(jù)原子守恒、電子守恒可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Cu(OH2+N2H4N2+2Cu2O+6H2O;(2用氫氧燃料電池為電源,用電解法制備Cu2O,則Cu電極與電源的正極連接,在燃料電池通氧氣的極為正極,通入氫氣的電極為負(fù)極,所以可知?dú)怏wA為氧氣,A的化學(xué)式為O2 ;

根據(jù)同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引的原則,在原電池內(nèi)陰離子向負(fù)極移動(dòng),故燃料電池內(nèi)OH-的移動(dòng)方向?yàn)閺淖笙蛴乙苿?dòng);在電解池中陽極是銅被氧化產(chǎn)生Cu+,然后與溶液中的OH-結(jié)合形成Cu2O,電極反應(yīng)式為2Cu+ 2OH-- 2e-=Cu2O+H2O

電解池內(nèi)發(fā)生的總反應(yīng)式為2Cu+H2OCu2O+H2,可知從溶液中減少了水的組成,故需要補(bǔ)充的物質(zhì)是水,化學(xué)式是H2O;

電解池陰極得到的氫氣可補(bǔ)充燃料電池中,作為燃料消耗的氫氣,可見可循環(huán)的物質(zhì)為H2; 3 Cu2O拆分為Cu、CuO,原混合物看做Cu、CuO的混合物,將一份混合物用足量的氫氣還原,得到Cu和水,反應(yīng)后固體質(zhì)量減少6.40g為混合物中O元素的質(zhì)量,O原子的物質(zhì)的量為n(O)=6.4g÷16g/mol=0.4mol,根據(jù)Cu元素守恒可知n(CuO= n(O)=0.4mol;另一份中加入500mL稀硝酸,固體恰好完全溶解,溶液中溶質(zhì)為Cu(NO3)2,且同時(shí)收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO氣體4.48L,NO的物質(zhì)的量為n(NO=4.48L÷22.4L/mol=0.2mol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知在拆分后CuCuO的混合物中,2n(Cu=3n(NO=3×0.2mol,n (Cu=0.3mol,由銅元素守恒可知n[Cu(NO3)2]=nCuO+nCu=0.4mol+0.3mol=0.7mol,根據(jù)氮元素守恒可知n(HNO3)= n(NO)+2 n[Cu(NO3)2] =0.2mol+2×0.7mol=1.6mol,硝酸的濃度為1.6mol÷0.5L=3.2 mol/L

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】有機(jī)物M是有機(jī)合成的重要中間體,制備M的一種合成路線如下(部分反應(yīng)條件和試劑略去)

已知:①A的密度是相同條件下H2密度的38倍;其分子的核磁共振氫譜中有3組峰;

(-NH2容易被氧化);

R-CH2COOH

請(qǐng)回答下列問題:

(1)B的化學(xué)名稱為______A中官能團(tuán)的電子式為______。

(2)CD的反應(yīng)類型是______,I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______

(3)FG的化學(xué)方程式為______。

(4)M不可能發(fā)生的反應(yīng)為______(填選項(xiàng)字母)。

a.加成反應(yīng) b.氧化反應(yīng) c.取代反應(yīng) d.消去反應(yīng)

(5)請(qǐng)寫出任意兩種滿足下列條件的E的同分異構(gòu)體有______

①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng) ②能與NaHCO3反應(yīng) ③含有-NH2

(6)參照上述合成路線,以為原料(無機(jī)試劑任選),設(shè)計(jì)制備的合成路線:______

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【題目】0.1 mol·L1 CH3COOH溶液中存在如下電離平衡: CH3COOH CH3COOH+,對(duì)于該平衡,下列敘述正確的是(

A. 加入水時(shí),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

B. 加入少量NaOH固體,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

C. 加入少量0.1 mol·L1 HCl溶液,溶液中c(H+)減小

D. 加入少量CH3COONa固體,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

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【題目】肼(H2NNH2)是一種高能燃料,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示。已知斷裂1 mol化學(xué)鍵所需的能量(kJ)N≡N942、O=O500、N—N154,則斷裂1 mol N—H鍵所需的能量(kJ)是:

A. 194 B. 391 C. 516 D. 658

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【題目】下列的圖示與對(duì)應(yīng)的敘述相符的是(

A.1表示的溶解度曲線,圖中a點(diǎn)表示的溶液通過升溫可以得到b點(diǎn)

B.2表示某一放熱反應(yīng),若使用催化劑、、都會(huì)發(fā)生改變

C.3表示向的混合溶液中滴加稀鹽酸時(shí),產(chǎn)生的情況

D.4表示向混合溶液中滴加溶液時(shí)的變化情況

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【題目】鋰離子電池又稱為搖擺電池,廣泛使用于電動(dòng)自行車等,其充放電過程就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程(習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表示,負(fù)極用插入或脫插表示),即充放電過程就是鋰離子在正、負(fù)極間往返運(yùn)動(dòng)而形成電流。其裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示(電解液為溶有LiPF6的碳酸酯類溶劑,隔膜為僅有鋰離子能通過的高分子膜),工作原理為C6LiLi(1x)MO2LiMO2C6Li(1x)(M代表過渡元素),則下列說法錯(cuò)誤的是(  )

A.電池放電時(shí),正極為石墨

B.鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量小,電容量大,可重復(fù)多次使用

C.電池充電時(shí)陽極的反應(yīng)為LiMO2xe=Li(1x)MO2xLi

D.鋰離子電池的電解液不能是水溶液,因?yàn)殇囀腔顫娊饘伲芘c水反應(yīng)

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【題目】某化工廠生產(chǎn)的某產(chǎn)品只含C、H、O三種元素,其分子模型如下圖所示(圖中球與球之間的連線代表化學(xué)鍵,如單鍵、雙鍵等)。

1)該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為__________________________

1H核磁共振譜可以證明該化合物的核磁共振氫譜中有_______種吸收峰。

2)下列物質(zhì)中,與該產(chǎn)品互為同分異構(gòu)體的是_____________(填序號(hào)),與該產(chǎn)品互為同系物的是_____________(填序號(hào))。

①CH3CH=CHCOOH ② CH2=CHCOOCH3 ③CH3CH2CH=CHCOOH ④ CH3CH(CH3)COOH

3)在一定條件下,該產(chǎn)品跟乙二醇反應(yīng)可得到分子式為C6H10O3的物質(zhì),該物質(zhì)發(fā)生加聚反應(yīng)可得到用來制作隱形眼鏡的高分子材料,請(qǐng)寫出這種高聚物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:

____________________。

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【題目】用下圖所示裝置除去含CN、Cl廢水中的CN時(shí),控制溶液PH9~10,陽極產(chǎn)生的ClOCN氧化為兩種無污染的氣體,下列說法不正確的是

A. 用石墨作陽極,鐵作陰極

B. 陽極的電極反應(yīng)式為:Cl+ 2OH2e= ClO+ H2O

C. 陰極的電極反應(yīng)式為:2H2O + 2e= H2↑ + 2OH

D. 除去CN的反應(yīng):2CN+ 5ClO+ 2H+ = N2↑ + 2CO2↑ + 5Cl+ H2O

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【題目】分枝酸可用于生化研究,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如右所示。下列關(guān)于分枝酸的敘述正確的是

A.分子中含有2種官能團(tuán)

B.可與乙醇、乙酸反應(yīng),且反應(yīng)類型相同

C.1 mol分枝酸分子中含2mol—OH(羥基)

D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高錳酸鉀溶液褪色,且原理相同

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