Question

（13分）纳米氧化亚铜(Cu₂O)是一种用途广泛的光电材料，常用的制备方法有电化学法、湿化学法等。电化学法可用铜棒和石墨作电极，电解Cu(NO₃)₂稀溶液制备。湿化学法的制备过程为：在KOH溶液中加入一定量的CuSO₄溶液，再加入一定量的还原剂——肼（N₂H₄），加热并保持温度在90℃。检验反应完全后，分离、洗涤、真空干燥得到固体样品。反应方程式为：

4CuSO₄ + N₂H₄ + 8KOH ＝ 2Cu₂O + N₂↑+ 4K₂SO₄ + 6H₂O

⑴电化学法制备Cu₂O时，铜棒做      极，阴极生成Cu₂O的电极反应式为                  。

⑵湿化学法中，检验纳米Cu₂O已经生成的实验方法是                                    。

⑶湿化学法得到的产品中常含有Cu。称取某产品1.76 g（设仅含Cu₂O和Cu），加入足量的稀硝酸，充分反应后得到标准状况下的NO气体224mL，计算产品中Cu₂O的质量分数。（写出计算过程）

Answer

⑴阳极（2分）   2Cu2+ + 2e－+ H2O == Cu2O+2H+  （2分）

⑵丁达尔效应（或详细叙述操作）（2分）

⑶（3）根据质量可知n(Cu2O) · 144mol·L—1 + n(Cu) · 64mol·L—1 =1.76 g。根据电子得失守恒可知n(Cu2O) · 2 + n(Cu) · 2 = 0.224/22.4 mol ×3。解得n(Cu2O)= 0.01 mol、n(Cu)=0.005 mol。所以氧化亚铜的质量分数为w(Cu2O) = 。

【解析】（1）要生成氧化亚铜，则铜必须失去电子，因此铜作阳极。阴极得到电子，发生还原反应，所以阴极电极反应式为2Cu2+ + 2e－+ H2O == Cu2O+2H+。

（2）氧化亚铜的直径是纳米级，所以属于胶体，因此通过丁达尔效应检验即可。

（3）根据质量可知n(Cu2O) · 144mol·L—1 + n(Cu) · 64mol·L—1 =1.76 g。根据电子得失守恒可知n(Cu2O) · 2 + n(Cu) · 2 = 0.224/22.4 mol ×3。解得n(Cu2O)= 0.01 mol、n(Cu)=0.005 mol。所以氧化亚铜的质量分数为w(Cu2O) = 。