科学研究发现Cu
2O可作为太阳光分解水的催化剂.
Ⅰ.通过以下四种方法来制备Cu
2O.
a.火法还原:用炭粉在高温条件下还原CuO;
b.用CH
3CHO还原新制的Cu(OH)
2:
c.电解法:2Cu+H
2O
Cu
2O+H
2↑;
d.最新实验研究用肼(N
2H
4)还原新制Cu(OH)
2可制备纳米级Cu
2O,同时放出N
2;该法的化学方程式为
.
Ⅱ.用制得的Cu
2O进行催化分解水的实验.
(1)一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu
2O并通入0.10mol水蒸气,发生反应:2H
2O(g)═2H
2g)+O
2(g)△H=+484kJ/mol.测得不同时段产生O
2的量见下表:
时间/min | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(O2)/mol | 0.0010 | 0.0016 | 0.0020 | 0.0020 |
前20min的反应速率 v(H
2O)=
;该条件下,反应达平衡时,至少需要吸收的光能为
kJ.
(2)用以上四种方法制得的Cu
2O在相同条件下分别对水进行催化分解,产生氢气的体积V(H
2)随时间t变化如图所示,则下列说法正确的是
.
A.c、d方法制得的Cu
2O催化效率相对较高
B.d方法制得的Cu
2O作催化剂时,水的平衡转化率最高
C.催化效果与Cu
2O颗粒的粗细、表面活性等有关
D.分解等物质的量的水时,d方法制得的Cu
2O作催化剂所需吸收的能量最低.