(13分)纳米级Cu2O具有特殊的光学、电学及光电化学...

发布时间:2019-09-02 17:33:03

(13分)纳米级Cu2O具有特殊的光学、电学及光电化学性质,在太阳能电池、传感器、超导体等方面有着潜在的应用,研究制备纳米氧化亚铜的方法已成为当前的热点研究之一。已知Cu+易在酸性条件下发生:2Cu+=Cu2++Cu。
方法一:在新制Cu(OH)2浊液中滴入N2H4·H2O水溶液,蓝色沉淀逐渐转化为砖红色,同时产生无色无味的气体。
(1)写出上述制备过程中的总反应方程式 。
(2)用甲醛稀溶液代替N2H4·H2O水溶液也可以实现上述转化,但需水温较高,且往往会生成极少量颗粒较大的Cu2O,用 的方法可分离出颗粒过大的Cu2O。
方法二:以铜作阳极,石墨作阴极电解。已知:①铜作阳极时,铜先被氧化生成Cu+,后Cu+继续氧化生成Cu2+;②在碱性溶液中CuCl浊液易转化为Cu2O。
(3)以NaOH溶液作为电解质溶液时需添加NaCl,其目的是 ,写出阳极反应方程式 。
(4)写出在碱性溶液中CuCl浊液转化为Cu2O的离子方程式 。
(5)这样制得的Cu2O中往往含有CuCl,请设计实验证明CuCl的存在 。

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【答案】(1)4Cu(OH)2+ N2H4•H2O=2Cu2O + N2↑+7H2O(2分) (2) 过滤(2分)(3)生成CuCl沉淀,防止被氧化成Cu2+(2分)Cu + Cl- – e- =CuCl(2分)(4)2CuCl+2OH-=Cu2O + H2O+2Cl-(2分)(5) 取试样少量于试管中,加入稀硝酸溶解,再加硝酸银溶液,若生成沉淀,则含有CuCl,若无明显现象,则无CuCl。(其他合理答案也可给分)(3分)【答案解析】试题分析;(1)在新制Cu(OH)2浊液中滴入N2H4·H2O水溶液,蓝色沉淀逐渐转化为砖红色,同时产生无色无味的气体,这说明产生的沉淀是氧化亚铜,气体是氮气,所以反应的化学方程式为4Cu(OH)2+ N2H4•H2O=2Cu2O + N2↑+7H2O。(2)氧化亚铜的颗粒加大,过滤即可实现分离。(3)由于电解时Cu+易被氧化生成Cu2+,而在碱性溶液中CuCl浊液易转化为Cu2O,所以添加NaCl的目的是生成CuCl沉淀,防止被氧化成Cu2+。(4)在碱性溶液中CuCl浊液转化为Cu2O的离子方程式为2CuCl+2OH-=Cu2O + H2O+2Cl-。(5)由于氯化亚铜容易转化为氧化亚铜,同时产生氯离子,因此可以通过检验氯离子判断是否含有氯化亚铜,即取试样少量于试管中,加入稀硝酸溶解,再加硝酸银溶液,若生成沉淀,则含有CuCl,若无明显现象,则无CuCl。考点:考查氧化亚铜制备实验方案设计与探究
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