纳米级Cu2 O 粉末,由于量子尺寸效应,其具有特殊的光学、电学及光电化学性质,在太阳电池、传感器、超导体、制氢和电致变色、环境中处理有机污染物等方面有着潜在的应用。
Ⅰ．纳米氧化亚铜的制备
（1）四种制取Cu2O的方法如下：
①火法还原。用炭粉在高温条件下还原CuO；
②最新实验研究用肼（N2H4）还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O，同时放出N2。
已知：N2H4(l)+O2(g)
N2(g)+2H2O(l) △H="-a" kJ/mol
Cu(OH)2(s)CuO(s)+H2O(l) △H="b" kJ/mol
4CuO(s)2Cu2O(s)+O2(g) △H="c" kJ/mol
则该方法制备Cu2O的热化学方程式为 。
③工业中主要采用电解法：用铜和钛作电极，电解氯化钠和氢氧化钠的混合溶液，电解总方程式为：2Cu+H2O
Cu2O+H2↑，则阳极反应式为： 。
④还可采用Na2SO3还原CuSO4法：将Na2SO3 和CuSO4加入溶解槽中，制成一定浓度的溶液，通入蒸气加热，于100℃~104℃间反应即可制得。写出该反应的化学方程式： 。
Ⅱ．纳米氧化亚铜的应用
（2）用制得的Cu2O进行催化分解水的实验
①一定温度下，在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入10. 0 mol水蒸气，发生反应：
2H2O(g)
2H2(g)＋O2(g) △H＝＋484 kJ·mol－1
T1温度下不同时段产生O2的量见下表：
| 时间/min |
20 |
40 |
60 |
80 |
| n(O2)/mol |
1.0 |
1.6 |
2.0 |
2.0 |
前20 min的反应速率v(H2O)＝ ；该该温度下，反应的平衡常数的表达式K＝ ；若T2温度下K＝0.4，T1 T2（填>、<、=）
②右图表示在t1时刻达到平衡后，只改变一个条件又达到平衡的不同时段内，H2的浓度随时间变化的情况，则t1时平衡的移动方向为 ，t2时改变的条件可能为 ；若以K1、K2、K3分别表示t1时刻起改变条件的三个时间段内的平衡常数，t3时刻没有加入或减少体系中的任何物质，则K1、K2、K3的关系为 ；
③用以上四种方法制得的Cu2O在其它条件相同下分别对水催化分解，产生氢气的速率v随时间t变化如图所示。下列叙述正确的是 。
A．方法③、④制得的Cu2O催化效率相对较高
B．方法④制得的Cu2O作催化剂时，水的平衡转化率最高
C．催化效果与Cu2O颗粒的粗细、表面活性等有
D．Cu2O催化水分解时，需要适宜的温度
A、B、C、D、E五种化合物均含有某种短周期常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A的溶液为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E则易溶于水，取A的溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。
(1)写出化学式：A，B，C，D，E。
(2)写出下列反应的离子方程式：
A→B：；
A→D：。
某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种。
| 阴离子 |
CO32－、SiO32－、AlO2－、Cl－ |
| 阳离子 |
Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、NH4＋、Na＋ |
现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系图所示。
(1)若Y是盐酸，则Oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的，下同)是，
ab段发生反应的离子是，bc段发生反应的离子方程式为。
(2)若Y是NaOH溶液，则X中一定含有的离子是，ab段反应的离子方程式为。
某铝合金(硬铝)中含有镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，有人设计如下实验：
(1)取样品a g，称取时使用的仪器名称为。
(2)将样品溶于足量稀盐酸中，过滤，滤液中主要含有；滤渣中含有；在溶解过滤时使用的主要玻璃仪器有。
(3)往滤液中加入过量NaOH溶液，过滤，写出该步操作中有关的化学方程式。
(4)在第(3)步的滤液中通入足量CO2，过滤，将沉淀用蒸馏水洗涤数次后，烘干并灼烧至重量不再减少为止，冷却后称量，质量为b g。有关反应的化学方程式为。
(5)该样品中铝的质量分数的表达式为。
纯碱(Na2CO3)在生产生活中具有广泛的用途。以下是实验室模拟制碱原理制取Na2CO3的流程图。
已知：向饱和食盐水中通入NH3、CO2后发生的反应为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl。请回答以下问题：
(1)粗盐中含有的杂质离子有Ca2＋、Mg2＋、SO42－等。
精制除杂的步骤顺序是a→→→→b(填字母编号)。
a．粗盐溶解，滤去沉渣
b．加入盐酸调pH
c．加入Ba(OH)2溶液
d．加入Na2CO3溶液
e．过滤
向饱和食盐水中先通入NH3，后通入CO2，理由是。
(2)灼烧固体A制Na2CO3在(填字母序号)中进行。
a．坩埚 b．蒸发皿c．烧杯 d．锥形瓶
证明滤液A中含有NH4＋的方法是。
对滤液A进行重结晶能够获得NH4HCO3，向pH＝13含Na＋、K＋的溶液中加入少量NH4HCO3使pH降低，反应的离子方程式为。
(3)下图装置中常用于实验室制备CO2的是(填字母编号)；用b装置制备NH3，分液漏斗中盛放的试剂是(填试剂名称)，烧瓶内可加入的固体试剂是(填试剂名称)。
(4)一种天然碱晶体成分是aNa2CO3·bNa2SO4·cH2O，某同学利用下列提供的试剂，设计了如下简单合理测定Na2CO3的质量分数的实验方案。(仪器自选)请把实验方案填全：
供选择的试剂：1.0 mol·L－1 H2SO4溶液、1.0 mol·L－1 BaCl2溶液、稀氨水、碱石灰、Ca(OH)2溶液、蒸馏水
①称取m1g天然碱晶体样品，溶于适量蒸馏水中。
②。
③。
④计算天然碱晶体中含Na2CO3的质量分数。
镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na＋、Mg2＋、Cl－、Br－等)中模拟工业生产来提取镁，主要过程如下：
回答下列问题：
(1)工业上从盐卤中获取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是。
(2)从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2，除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有溶液的烧杯中，充分搅拌后经、(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。
(3)下图是该兴趣小组设计进行过程③的实验装置图：
其中装置A的作用是。
(4)写出过程④中发生反应的化学方程式。