Question

【题目】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的四种方法：

方法a	用炭粉在高温条件下还原CuO
方法b	用葡萄糖还原新制的Cu(OH)2制备Cu2O
方法c	电解法，反应为
方法d	用肼（N2H4）还原新制的Cu(OH)2

（1）已知：①2Cu(s)＋O2(g)=Cu2O(s)；△H = -169kJ·mol-1

②C(s)＋O2(g)=CO(g)；△H = -110.5kJ·mol-1

③Cu(s)＋O2(g)=CuO(s)；△H = -157kJ·mol-1

则方法a发生反应的热化学方程式是：____________。

（2）方法c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：

该离子交换膜为__________离子交换膜（填“阴”或“阳”），该电池的阳极反应式为___________，钛极附近的pH值______（填“增大”“减小”或“不变”）。

（3）方法d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________。

Answer 1

【答案】2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g) ΔH=+34.5kJ/mol 阴 2Cu-2e-+2OH-= Cu2O+H2O 增大 4Cu(OH)2+N2H42Cu2O+6H2O+N2↑

【解析】

（1）根据盖斯定律并结合热化学方程式的书写方法来书写；
（2）方法c采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度，则只有使用阴离子交换膜才能控制氢氧根离子的浓度，在电解池的阳极发生失电子的氧化反应；钛极是阴极发生氢离子得电子的还原反应，据此分析附近pH值的变化；
（3）根据“液态肼（N2H4）还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2”来书写化学方程式。

（1）已知：①2Cu(s) +O2(g)=Cu2O(s)；△H= -169kJ/mol，
②C(s)+O2(g)=CO(g)；△H= -110.5kJ/mol，
③Cu(s)+O2(g)═CuO(s)；△H= -157kJ/mol，
用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的化学方程式为2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g)，该反应可以由②-③×2+①得到，则反应的焓变为-110.5 kJ/mol –(-157 kJ/mol×2)-169 kJ/mol=34.5 kJ/mol；

（2）方法c采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度，则只有使用阴离子交换膜才能控制氢氧根离子的浓度；在电解池中，铜电极连接电源的正极，则铜电极作阳极，且根据总反应式知，铜作阳极失去电子生成Cu2O，则在碱性环境下，阳极的电极反应式为2Cu-2e- +2OH- = Cu2O+H2O，钛极是阴极，发生还原反应，氢离子得电子，电极反应式为2H2O+2e- = H2↑+2OH-，所以氢氧根离子浓度增大，则pH值增大；

（3）根据题目信息：液态肼（N2H4）还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2，依据得失电子守恒、元素守恒，写出化学方程式为：4Cu(OH)2+N2H42Cu2O+6H2O+N2↑。