乙醇在碳修饰的二氧化钛纳米管负载的钯电催化剂上的催化氧化_胡风平
电催化综述
电催化的应用和存在问题1引言电催化法是使电极、电解质界面上的电荷转移加速从而加快电极反应的方法。
电催化技术涉及到的催化剂的选择至关重要，要加速电极反应，必须选用合适的电极材料，所选用的电极材料在通电过程中具有催化剂的作用，从而改变电极反应速率或反应方向，而其本身并不发生质的变化。
现在随着世界各国现代工业的迅猛发展,能源的需求量也随之急剧增加,但二十世纪末以来，我们却面临着燃料煤炭,化石能源日益枯竭，新能源的开发缓慢、能源费用上涨等各种挑战,因而节约有限能源、降低工业生产中的能耗是当务之急。
电化学科学的研究恰好适应了这种要求,电化学科学是以研究如何加速电极上电催化反应速度。
降低电极电位为研究内容,与节能降耗密切相关,特别是在强电流电解过程中的节能,采用电催化电极更是起了巨大的作用。
1电催化技术主要应用于有机污水的电催化处理；含铬废水的电催化降解；烟道气及原料煤的电解脱硫；电催化同时脱除NOx和S0；二氧化碳的电解还原等。
2目前对能源利用、燃料电池和某些化学反应（如丙烯腈二聚、分子氧还原）的电催化作用研究得较深入，今后在开拓精细有机合成方面可能会得到较大的进展，特别是对那些与电子得失有关的氧化还原反应。
本文从污水的电催化处理、电催化活化碳的氧化物、电催化法脱硫脱硝、电催化与燃料电池四个大的方面介绍电催化技术的发展及研究应用现状，以及今后研究的发展趋势。
2污水的电催化处理电化学水处理技术2,3因其具有多功能性、高度的灵活性、易于自动化、无二次污染等其它水处理技术无法比拟的优点,正成为国内外水处理技术研究的热点课题,尤其对那些难于生化降解、对人类健康危害极大“三致”致癌、致畸、致突变有机污染物的去除具有很高的效率,并且又能节省大量的能源。
因而，电化学水处理技术近年来已成为世界水处理技术相当活跃的研究领域,受到国内外的广泛关注。
4相比传统的生物废水处理方法，电催化废水处理技术有更潜在的应用前景。
在比如电催化还原技术是现阶段水处理技术领域的研究热点之一，可将废水中高毒性污染物通过选择性电催化还原转化为低毒性的污染物，对含硝基苯5、氯酚6等的废水取得了良好的处理效果，具有药剂用量少、操作简易、污染物降解选择性强等优点。
贵金属Pd纳米粒子制备及其电化学催化
开题报告题目：贵金属Pd纳米粒子制备及其电化学催化姓名：周荣指导老师：申燕学号：U200713668班级：光信0701开题报告贵金属Pd纳米粒子制备及其电化学催化一、选题背景与文献综述1、研究背景及意义1839 年英国的Grove 发明了燃料电池, 并用这种以铂黑为电极催化剂的简单的氢氧燃料电池点亮了伦敦讲演厅的照明灯。
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能, 直接转化为电能的装置。
这种装置的最大特点是由于反应过程中不涉及到燃烧, 因此其能量转换效率不受“卡诺循环”的限制, 能量转换效率高达60%～80%, 实际使用效率则是普通内燃机的2～3 倍。
另外, 它还具有燃料多样化、洁净、无污染、噪声低, 模块结构、积木性强、比功率高等优点, 既可以集中供电, 也适合分散供电。
燃料电池的原理是一种电化学装置, 其组成与一般电池相同。
燃料电池通常由形成离子导电体的电解质板及其两侧配置的燃料极(阳极)、空气极(阴极)和气体流路构成, 气体流路的作用是给燃料电池输送燃料气体和氧气。
实用的燃料电池中因电解质的不同,经过电解质与反应相关的离子种类也不同。
在燃料极中, 供给的燃料气体中的H2变为H+和自由电子, H+移动到电解质中与空气极一侧供给的O2发生反应。
自由电子经由外部的负荷回路再返回到空气极一侧参与空气极一侧的反应, H2 和O2 生成H2O。
阴极反应：O2+4H++4e-=2H2O阳极反应：H2+2e-=2H+总反应：2H2+O2=2H2O图1：燃料电池的原理图。
依据电解质的不同, 燃料电池分为碱性燃料电池(AFC) 、磷酸型燃料电池( PAFC) 、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) 、固体氧化物燃料电池( SOFC)及质子交换膜燃料电池( PEMFC) 等。
按其工作温度的不同, 把碱性燃料电池(AFC, 工作温度为100℃) 、固体高分子型质子膜燃料电池( PEMFC, 也称为质子膜燃料电池,工作温度为100℃以内) 和磷酸型燃料电池( PAFC, 工作温度为200℃) 称为低温燃料电池; 把熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC, 工作温度为650℃) 和固体氧化型燃料电池( SOFC, 工作温度为1000℃) 称为高温燃料电池, 并且高温燃料电池又被称为面向高质量排气而进行联合开发的燃料电池质子交换膜燃料电池（PEMF）组由膜电极三合一(MEA)和带气体流动通道的双极板按压滤机的方式叠合而成。
电催化综述
电催化的应用和存在问题1引言电催化法是使电极、电解质界面上的电荷转移加速从而加快电极反应的方法。
电催化技术涉及到的催化剂的选择至关重要，要加速电极反应，必须选用合适的电极材料，所选用的电极材料在通电过程中具有催化剂的作用，从而改变电极反应速率或反应方向，而其本身并不发生质的变化。
现在随着世界各国现代工业的迅猛发展,能源的需求量也随之急剧增加,但二十世纪末以来，我们却面临着燃料煤炭,化石能源日益枯竭，新能源的开发缓慢、能源费用上涨等各种挑战,因而节约有限能源、降低工业生产中的能耗是当务之急。
电化学科学的研究恰好适应了这种要求,电化学科学是以研究如何加速电极上电催化反应速度。
降低电极电位为研究内容,与节能降耗密切相关,特别是在强电流电解过程中的节能,采用电催化电极更是起了巨大的作用。
1电催化技术主要应用于有机污水的电催化处理；含铬废水的电催化降解；烟；二氧化碳的电解还原等。
道气及原料煤的电解脱硫；电催化同时脱除NOx和S02目前对能源利用、燃料电池和某些化学反应（如丙烯腈二聚、分子氧还原）的电催化作用研究得较深入，今后在开拓精细有机合成方面可能会得到较大的进展，特别是对那些与电子得失有关的氧化还原反应。
本文从污水的电催化处理、电催化活化碳的氧化物、电催化法脱硫脱硝、电催化与燃料电池四个大的方面介绍电催化技术的发展及研究应用现状，以及今后研究的发展趋势。
2污水的电催化处理电化学水处理技术2,3因其具有多功能性、高度的灵活性、易于自动化、无二次污染等其它水处理技术无法比拟的优点,正成为国内外水处理技术研究的热点课题,尤其对那些难于生化降解、对人类健康危害极大“三致”致癌、致畸、致突变有机污染物的去除具有很高的效率,并且又能节省大量的能源。
因而，电化学水处理技术近年来已成为世界水处理技术相当活跃的研究领域,受到国内外的广泛关注。
4相比传统的生物废水处理方法，电催化废水处理技术有更潜在的应用前景。
在比如电催化还原技术是现阶段水处理技术领域的研究热点之一，可将废水中高毒性污染物通过选择性电催化还原转化为低毒性的污染物，对含硝基苯5、氯酚6等的废水取得了良好的处理效果，具有药剂用量少、操作简易、污染物降解选择性强等优点。
乙醇在碳修饰的二氧化钛纳米管负载的钯电催化剂上的催化氧化
研 究 论 文 ：８ ～８ ０ ４
乙醇 在 碳 修 饰 的二 氧 化 钛 纳米 管 负 载 的 钯 电催 化 剂 上 的催 化 氧化
胡 风 平 ， 沈培 康
（ 山大 学物 理 科 学 与 工程 技 术 学 院 ， 电材 料 与技 术 国 家 重 点 实 验 室 ，广 东 广 州 ５ ０ ７ ） 中 光 １ ２ ５
维普资讯
第２ ８卷 第 １ 期
Ｖｏ ． ２ １ ８ Ｎ０． １ 催 Nhomakorabea化
学 报
２０ ０ ７年 １月
Ｊ ｎ ａｙ２ ０ ａ ｕ ｒ ０ ７
Ｃ ｉｅｅＪ ｕ ｎ ｌ ｆＣ ｔｌｓｓ ｈ ｎ ｓ ｏ ｒ ａ ｏ ａ ａｙ ｉ
文章 编 号 ：０ ５ —８ ７ ２ ０ ） —０ ００ ２ ３９ ３ （０ ７０１０ ８ —５
摘 要 ：通 过 有 机 物 分 解 碳 化 处 理 Ｔｉ２ 米 管 制 得 了 Ｔｏ ｃ， 以 其 为 载 体 制 备 了 Ｐ ／ Ｏ Ｃ 电催 化 剂、 察 了该 催 化 剂 对 碱 Ｏ纳 ｉ２ 并 ｄＴｉ２ ， 考 性 介 质 中 乙 醇 电 催 化 氧 化 的活 性 ． 果 表 明 ， 化 导 电处 理 的 Ｔｏ ｃ 纳 米 管 载体 能 有 效 改 善 催 化 剂 中贵 金 属 的分 散 度 和 电极 结 碳 ｉ２ 结 构 ， 而 提 高 催 化 剂 的 电催 化 活性 ．对 催 化 剂 活 性 组 分 的优 化 实 验 表 明 ， ｄ Ｔ０２ 从 Ｐ ／ ｉ Ｃ质 量 比为 １ １ 催 化 剂 的活 性 最 高 ．在 ／时 １ｍｏ／ ＯＨ 溶 液 中 Ｐ ｌＬＫ ｄ载 量 均 为 ０ ３ｍｇ ｃ 的 条 件 下 ， ｄ Ｔｏ２ ． ／ｍ Ｐ ／ ｉ Ｃ催 化 剂 对 乙醇 氧 化 的催 化 活性 是 Ｐ ／ ｄＣ催 化 剂 的 ３ ８倍 ． ． 关 键 词 ：二 氧 化钛 ； 米 管 ；钯 ；电催 化 剂 ；乙 醇 ： 化 ；燃 料 电池 纳 氧
热催化CO2加氢制乙醇的研究进展
DOI: 10.1016/S1872-5813(22)60065-3热催化CO 2加氢制乙醇的研究进展毛瑀中 ，查 飞* ，田海锋 ，唐小华 ，常 玥 ，郭效军（西北师范大学 化学化工学院，甘肃 兰州 730070）摘 要：CO 2的化学转化作为碳减排的有效手段受到了广泛关注，近年来，通过热催化工艺将CO 2加氢转化为乙醇已经取得了突破性的进展，但仍然存在乙醇选择性及产率低、副产物较多等问题。
本工作对热催化CO 2加氢制取乙醇的研究进展进行了综述，主要评述了以分子筛、金属氧化物、钙钛矿、二氧化硅、有机框架及金属碳化物等为载体的催化剂应用，分析了不同金属间的协同作用对CO 2转化过程的影响以及各类活性物种的介入对于CO 2加氢制取乙醇反应的促进作用，总结出能够有效促进C–C 键偶联以及CO 2吸附和活化的催化剂体系。
在此基础上分析了影响CO 2加氢制取乙醇的各种因素，并对反应机理进行了讨论。
该综述为CO 2加氢制备乙醇的催化剂设计、合成工艺条件优化以及催化机理的探究提供参考。
关键词：二氧化碳加氢；乙醇；催化剂；反应机理中图分类号： TQ426.94;O643.32 文献标识码： AProgress in the thermo-catalytic hydrogenation of CO 2 to ethanolMAO Yu-zhong ，ZHA Fei *，TIAN Hai-feng ，TANG Xiao-hua ，CHANG Yue ，GUO Xiao-jun（College of Chemistry & Chemical Engineering , Northwest Normal University , Lanzhou 730070, China ）Abstract: The chemical conversion of CO 2 is considered as one of the effective measures to reduce carbon emission, where breakthroughs have been made in the thermo-catalytic hydrogenation of CO 2 to ethanol in recent years. However, the synthesis of ethanol from CO 2 still suffers from some problems such as low ethanol yield and abundant by-products. In this paper, the research progress made in the thermo-catalytic hydrogenation of CO 2 to ethanol was reviewed. The performance of various catalysts with zeolites, metal oxides, perovskites, silica, organic frameworks and carbon-based materials as the support was evaluated and the synergistic effect of different metals on the CO 2 conversion and the intervention of various active species on the reaction were analyzed. Accordingly, the catalyst systems that can effectively promote the adsorption and activation of CO 2 and the coupling of C–C bond were summarized. Finally, the appropriate conditions as well as possible reaction mechanism for the CO 2hydrogenation to ethanol were proposed. The insight shown in this paper should be beneficial to designing efficient catalysts, optimizing the reaction conditions and understanding the mechanism of CO 2 hydrogenation to ethanol in the future.Key words: carbon dioxide hydrogenation ；ethanol ；catalyst ；reaction mechanism随着工业化的蓬勃发展，化石燃料燃烧产生的温室气体排放已成为人类社会发展的一大障碍，CO 2作为温室气体中的主要成分，每年超过300亿吨的排放量导致大气中的二氧化碳体积分数从前工业化时代的2.7×10−4迅速增加到目前的4.0×10−4，全球极端气候现象也越来越多[1]。
2025届全国普通高等学校高二化学第一学期期中检测模拟试题含解析
2025届全国普通高等学校高二化学第一学期期中检测模拟试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题(共包括22个小题。
每小题均只有一个符合题意的选项）1、有机化合物有不同的分类方法，下列说法正确的是①从组成元素分：烃，烃的衍生物②从分子中碳骨架形状分：链状有机化合物，环状有机化合物③从官能团分：烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯等A．①③B．①②C．①②③D．②③2、下列关于冰融化为水的过程判断正确的是( )A．ΔH＞0，ΔS＜0 B．ΔH＜0，ΔS＞0 C．ΔH＞0，ΔS＞0 D．ΔH＜0，ΔS＜03、存在于葡萄等水果里，在加热条件下能和银氨溶液反应生成银镜的物质是A．葡萄糖B．淀粉C．纤维素D．乙酸4、相同条件下，因溶液浓度不同，化学反应方程式表达可能不同的是A．Zn与硫酸铜B．Cu与硝酸C．Mg与盐酸D．Al与氢氧化钠5、在原电池和电解池的电极上所发生的反应，属于氧化反应的是A．原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B．原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C．原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D．原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应6、电子在一个原子的下列能级中排布时，最后一个排布的是( )A．ns B．np C．(n－1)d D．(n－2)f7、下列比较中错误的是()A．金属性：K＞Na＞Li B．热稳定性：HBr＞HCl＞HFC．非金属性：F＞O＞N D．碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)38、在一定温度的定容密闭容器中，反应A2（g）+B2（g）2AB（g）达到平衡状态的是：A．混合气体的密度不再改变B．容器内的总压强不随时间而变化C．单位时间内生成2n mol AB的同时，生成n mol的B2D．A2、B2、AB的分子数之比为1:1:2时9、对于CH3COOH＋CH3CH2OH CH3COOCH2CH3＋H2O反应，下列说法不正确的是（）A．浓硫酸不是反应物B．浓硫酸作催化剂C．属于取代反应D．属于加成反应10、ClO2是一种良好的水处理剂。
5-2 高分子材料-高二化学一隅三反系列(解析版)
5.2 高分子材料（精练）题组一通用高分子材料1．（2021·江苏·马坝高中高二期中）嫦娥五号首次实现在月球上展示五星红旗，展示五星红旗使用的是国产芳纶纤维材料，该材料属于A．金属单质B．有机物C．酸D．盐【答案】B【解析】芳纶纤维为含有C元素的化合物，属于有机物，故选：B。
2．（2022·浙江）下列说法中不正确．．．的是A．维勒用无机物合成了尿素，打破了无机物与有机物的界限B．我国科学家首次实现人工合成结晶牛胰岛素，确定了由氨基酸的排列顺序决定的二级结构C．红外光谱仪、核磁共振仪、质谱仪都可用于有机化合物结构的分析D．尼龙、棉花、天然橡胶、ABS树脂都是由高分子化合物组成的物质【答案】C【解析】A．维勒用无机物NH4CNO合成了尿素CO(NH2)2，打破了无机物与有机物的界限，A正确；B．1965年我国科学家首次实现人工合成结晶牛胰岛素，确定了由氨基酸的排列顺序决定的二级结构，B正确；C．红外光谱仪、核磁共振仪都可用于有机化合物结构的分析，质谱仪用于测量有机化合物的相对分子质量，C错误；D．尼龙是塑料，棉花是天然纤维素，天然橡胶，ABS树脂是塑料都是由高分子化合物组成的物质，D正确；故答案为：C。
3．（2022·河北）下列日常生活中常见物质的主要成分属于天然高分子化合物的是A．有机玻璃B．橄榄油C．糖稀D．阿胶【答案】D【解析】A．有机玻璃的主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯，为人工合成高分子材料；B．橄榄油的主要成分为油脂，油脂不是高分子化合物；C．糖稀的主要成分为麦芽糖，麦芽糖不是高分子化合物；D．阿胶的主要成分是蛋白质，蛋白质是天然高分子化合物；故选D。
4．（2021·吉林·抚松县第六中学高二竞赛）电视纪录片《辉煌中国》让“厉害了，我的国”成了人们的口头禅，其展示的我国在科技领域取得的许多伟大成就都与化学密切相关。
下列有关说法错误的是A．“蛟龙”号载人潜水器的外壳使用的耐超高压的钛合金，属于金属材料B．“中国天眼”FAST传输信息用的光导纤维的主要成分是硅酸盐C．高铁“复兴号”车厢连接关键部位使用的增强聚四氟乙烯板属于高分子材料D．港珠澳大桥水下钢柱镶铝块防腐的方法为“牺牲阳极的阴极保护法”【答案】B【解析】A．耐超高压的钛合金属于金属材料，A项正确；B．光导纤维的主要成分是二氧化硅，B项错误；C．聚四氟乙烯板属于高分子材料，C项正确；D．钢柱、铝块、海水构成的原电池中，较活泼的铝被氧化，可看作阳极，钢柱被保护，故此防腐的方法为牺牲阳极的阴极保护法，D项正确；答案选B。
2025届甘肃省庆阳市宁县中高三化学第一学期期中经典模拟试题含解析
2025届甘肃省庆阳市宁县中高三化学第一学期期中经典模拟试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。
写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。
一、选择题(共包括22个小题。
每小题均只有一个符合题意的选项）1、下列有关实验装置或操作进行的相应实验，能达到实验目的的是A．用图甲所示装置分离乙醇和碘的混合液B．用图乙所示操作配制100 mL 0.1 mol·L-1硫酸溶液C．用图丙所示装置制备氨气D．用图丁所示装置检验浓硫酸与蔗糖反应产生的二氧化硫2、短周期元素X、Y、Z、Q、T的原子序数与其常见化合价关系如图所示。
下列说法正确的是( )A．1 mol TX2与足量X2反应生成TX3的分子数目为N AB．Z元素形成的可溶性盐溶液可能显碱性C．1 mol Y2X2与足量H2O反应转移的电子数目为2N AD．0.1 mol Q元素的含氧酸在水中电离出的H+数目为3N A3、已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74.9kJ∙mol-1,下列说法中正确的是A．能自发进行的反应一定是放热反应,不能自发进行的反应一定是吸热反应B．该反应是吸热反应,因此一定不能自发进行C．碳酸盐分解反应中熵增加,因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行D．该反应中熵变、焓变皆大于0,在高温条件下可自发进行4、下列说法正确的是A．不能发生丁达尔效应的分散系有氯化钠溶液、水等B．将1 L 2 mol/L的FeCl3溶液制成胶体后，其中含有氢氧化铁胶粒数为2N AC．黄河入海口处三角洲的形成与胶体性质有关D．电泳现象说明胶体带电5、实验是化学研究的基础，关于下列各实验装置的叙述中正确的是A．装置①常用于分离互不相溶液体混合物B．装置②可用于吸收HCl气体，并防止倒吸C．以NH4HCO3为原料，装置③可用于实验室制备少量NH3D．装置④b口进气，用排空气法可收集CO2、NO等气体6、下列说法正确的是( )A．碳元素有多种同位素，其中13C可用于考古断代B．单晶硅和石英互为同素异形体C．HCOOH和CH3 OCHO互为同系物D．H与K在元素周期表中处于同一主族7、不能鉴别NaBr溶液和KI溶液的是A．氯水和CCl4B．碘水和淀粉C．FeCl3和淀粉D．溴水和苯8、在下列各溶液中，离子一定能大量共存的是（）A．强碱性溶液中：K+、Mg2+、Cl—、SO42—B．室温下，pH=1的盐酸中：Na+、Fe3+、NO3—、SO42—C．含有Ca2+的溶液中：Na+、K+、CO32—、Cl—D．由水电离产生的c(H+)=1×10—3溶液中：Na+、K+、Cl—、SiO32—9、可用于电动汽车的铝—空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。
甘肃省白银市会宁县第一中学2025届化学高二上期中调研模拟试题含解析
甘肃省白银市会宁县第一中学2025届化学高二上期中调研模拟试题请考生注意：1．请用2B 铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。
写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。
一、选择题(共包括22个小题。
每小题均只有一个符合题意的选项） 1、反应()()()22I g H g 2HI g H 0+<，若在恒容绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是A ．容器的压强不再变化B ．容器内的密度不再变化C ．相同时间内，断开1mol H H -键同时生成2mol H I -键D ．容器内气体的浓度()2c I ：()2c H ：()c HI 1=：1：2 2、下列依据热化学方程式得出的结论正确的是A ．己知()()()2222H g O g =2H O l 571.6 kJ/mol H +∆=-，则氢气的燃烧热为571.6 kJ/molB ．在一定温度和压强下，将()20.5 mol N g 和()21.5 mol H g 置于密闭容器中充分反应生成()3NH g ，放出热量19.3 kJ ，则其热化学方程式为()()()223N g 3H g 2NH g =19.3 kJ/mol +∆-HC ．已知()()()2212C s 2O g =2CO g H +∆；()()()222C s O g =2CO g H +∆，则12H H ∆>∆D ．已知()()()()14Ni CO s =Ni s 4CO g kJ/mol H Q +∆=，则()()()()24Ni s 4CO g =Ni CO s kJ/mol H Q +∆=-3、用价电子对互斥理论（VSEPR ）可以预测许多分子或离子的空间构型，也可推测键角大小，下列判断正确的是A ．CS 2是V 形分子B ．SnBr 2键角大于120C ．BF 3是三角锥形分子D ．NH 4+键角等于109º28ˊ4、乙炔是一种重要的有机化工原料，以乙炔为原料在不同的反应条件下可以转化成以下化合物：下列说法正确的是（ ） A ．正四面体烷的分子式为C 4H 8 B ．正四面体烷二氯取代产物有1种 C ．环辛四烯核磁共振氢谱有2组峰D ．环辛四烯与苯互为同系物5、下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最高的是( )A．B．C．D．6、一定温度下，在恒容密闭容器中充入CO和H2，发生反应：2H2(g)+CO(g)⇌ CH3OH(g) △H＜0。
甘肃省定西市2025届化学高三上期末调研模拟试题含解析
甘肃省定西市2025届化学高三上期末调研模拟试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。
写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。
一、选择题（每题只有一个选项符合题意）1、用短线“—”表示共用电子对，用“··”表示未成键孤电子对的式子叫路易斯结构式。
R分子的路易斯结构式可以表示为则以下叙述错误的是( )A．R为三角锥形B．R可以是BF3C．R是极性分子D．键角小于109°28′2、中国工程院院士李兰娟团队发现，阿比朵尔对2019-nCoV具有一定的抑制作用，其结构简式如图所示，下面有关该化合物的说法正确的是A．室温可溶于水和酒精B．氢原子种类数为10C．不能使酸性KMnO4溶液褪色D．1mol该分子最多与8mol氢气反应3、已知H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)=COS(g)＋H2O(g)。
在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，经过4 min达到平衡，平衡时水的物质的量分数为2%，则下列说法不正确的是() A．CO2的平衡转化率α＝2.5%B．用H2S表示该反应的速率为0.001 mol·L－1·min－1C．在620 K重复试验，平衡后水的物质的量分数为3%，说明该平衡正向移动了D．反应过程中混合气体平均摩尔质量始终不变4、雌黄(As2S3)在我国古代常用作书写涂改修正胶。
浓硝酸氧化雌黄可制得硫黄，并生成砷酸和一种红棕色气体，利用此反应原理设计为某原电池。
下列有关叙述正确的是A．砷酸的分子式为H2AsO4B．红棕色气体在该原电池的负极区生成并逸出C．该反应的氧化剂和还原剂物质的量之比为12：1D．该反应中每析出4.8g硫黄，则转移0.5mol电子5、对下列事实的原因分析错误的是选项事实原因A 用铝制容器盛装浓硫酸常温下，铝与浓硫酸很难反应B 氧化铝作耐火材料氧化铝熔点高C 铝制品不宜长期盛放酸性和碱性食物氧化铝是两性氧化物D 用可溶性铝盐和氨水制备氢氧化铝氢氧化铝碱性比氨水弱且很难与氨水反应A．A B．B C．C D．D6、下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()A．Mg(OH)2具有碱性，可用于制胃酸中和剂B．H2O2是无色液体，可用作消毒剂C．FeCl3具有氧化性，可用作净水剂D．液NH3具有碱性，可用作制冷剂7、下列离子方程式书写正确的是()A．NaHCO3溶液与足量的澄清石灰水反应：Ca2＋＋2OH－＋2HCO3-=CaCO3↓＋2H2OB．NH4HCO3溶液与足量的NaOH溶液反应：HCO3-＋OH－=CO32-＋H2OC．向Na2SiO3溶液中通入足量的CO2：SiO32-＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋HCO3-D．Cl2与足量的FeBr2溶液反应：Cl2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2Cl－8、下列物质不能使淀粉碘化钾溶液变蓝的是A．SO2B．H2O2C．新制氯水D．碘酒9、常温下，向50 mL溶有0.1molCl2的氯水中滴加2mol/L的NaOH溶液，得到溶液pH随所加NaOH溶液体积的变化图像如下图所示。
河北邯郸一中人教版高中化学必修2-第7章选择题专项习题(含答案)
一、选择题1．根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是A．A B．B C．C D．D答案：D解析：A．向淀粉溶液中加入稀硫酸，水浴加热一段时间后，加入NaOH溶液至溶液呈碱性，再加入新制Cu(OH)2悬浊液，加热煮沸，有砖红色沉淀产生，说明淀粉已水解，但不一定完全水解，故A错误；B．卤代烃Y与氢氧化钠溶液共热，应加入硝酸酸化后，再滴加AgNO3溶液，若无淡黄色沉淀产生，说明不是溴代烃，故B错误；C．向浑浊的苯酚试液中滴加饱和Na2CO3溶液，试液变澄清且无气体产生，说明酸性HCO3-<苯酚<碳酸，故C错误；D．蛋白质盐析可逆，向蛋白质溶液中滴加饱和Na2SO4溶液，有固体析出，过滤，向固体中加足量蒸馏水，固体溶解，故D正确；答案选D。
2．人类肝脏蛋白质两谱三图三库基本架构已完成，它将为肝脏疾病的预警、预防、诊断和治疗提供科学依据。
下列关于乙肝病毒中的蛋白质说法不正确的是（）A．属于高分子化合物B．水解的最终产物能与酸或碱反应C．遇浓硝酸会变性D．水解时碳氧键断裂【分析】乙肝病毒的成分是蛋白质，具有蛋白质的性质，以此来解题。
解析：A. 乙肝病毒的成分是蛋白质，蛋白质是高分子化合物，故A不选；B. 蛋白质水解生成氨基酸，氨基酸含氨基显碱性，含羧基显酸性，故B不选；C. 浓硝酸是强酸，有强氧化性，蛋白质遇浓硝酸会变性，故C不选；D. 蛋白质水解时断裂碳氮键，故D选；故选：D。
3．贵金属钯可催化乙醇羰基化，反应过程如图所示，下列说法错误的是A．C－H键所处环境不同，稳定性也不同B．贵金属钯也可将R2CHOH羰基化C．反应物CH3CH2OH→产物CH3CHO，发生了氧化反应D．反应过程中，Pd的成键数目保持不变答案：D解析：A. C－H键所处环境不同，稳定性也不同，A正确；B. R2CHOH中与-OH相连的C上有H，贵金属钯也可将R2CHOH羰基化，B正确；C. 反应物CH3CH2OH→产物CH3CHO，发生了氧化反应，C正确；D. 反应过程中，Pd与原子成键结构改变，成键数目改变，D错误。
有机化学(六到十章)
(五) 比较左旋仲丁醇和右旋仲丁醇的下列各项： 五 比较左旋仲丁醇和右旋仲丁醇的下列各项：
(1) 沸点 (2) 熔点 (5) 折射率 (6) 溶解度 解： (1)、(2)、(3)、(5)、(6)相同； (4)大小相同，方向相反； (7)构型互为对映异构体。 (3) 相对密度 (7) 构型 (4) 比旋光度
解：3-甲基戊烷进行氯化，可以得到四种一氯代物。其中： 3-甲基-1-氯戊烷有一对对映体：
H CH3CH2 CH2CH2 Cl CH3
3-甲基-2-氯戊烷有两对对映体：
H Cl CH2 CH2 CH2CH3 CH3
CH3 Cl H H CH3 C2H5 H CH3
CH3 Cl H C2H5 H H
CH3 Cl CH3 C2H5
Br
解： (1) (A) CH
Br C CH CH2CH3
(B)
CH2=CH CH CH2CH3 CH3
Br
Br CH3
O
(C) CH3
Cl CH CH2CH3 CH3
(D) CH2
C
C
CH CH2CH3 CH3
CH3C C CH CH2CH3
(E)
CH3
(2) 以上各产物都有旋光性。 (3) 全部都有同样的构型关系。 (4) 都不能预测。
解： CH3CH=CHCH(OH)CH3 分子中有两处可产生构型异，一处为双键，可产生顺反异 构，另一处为手性碳，可产生旋光异构。
*
H C=C H
CH3 H OH
H C=C HO (II) H CH3
CH3 H
H C=C H (III)
H CH3 OH
H C=C HO H CH3 (IV)
H CH3
纳米二氧化钛光催化还原二氧化碳的研究天大
壁烧杯中, 在选定的超声条件下水解, 然后用浓氨水 中和至 pH 为 6~ 7, 陈化 10h, 抽滤至无 Cl- ( 硝酸银 检验) , 100 e 烘干。不同焙烧温度 下保温 2h, 得到 不同粒径纳米 T iO2。T 温度下 煅烧的催化 剂记为 SHT 。不超声 的样品采用水浴 水解法, 水浴温度为
光催化反应在自制的光催化反应器中进行。光 源为 125W 中压汞灯, 主波长为 365nm。量取 200ml 一定浓度的 N a2SO3、Na2CO3( 或 NaHCO3) 溶液, 摇匀, 通气 10min 后, 打开汞灯, 通冷却水, 光照过程中电 磁搅拌。将反应后的溶液离心分离, 光度分析法测 定还原产物的累积浓度[ 4] 。
图 5 给出了 CO2 流量对甲酸、甲醛产物的影响。 从图中可以看出, CO2 流量存在一个最佳值, 过 大、过小都不利于产物的生成。CO2 的通入一方面 是不断向溶液中补充碳源, 另一方面起到搅拌作用 促使催化剂保持分散状态。由于 CO2 在水中溶解量 很有限[ 5] , 在所选几个不同流量下不会造成溶液中 CO2 溶解量的重大差别。所以, 不同流量下, 造成对
80 e , 反应时间为 40min。T 温度下煅烧的催化剂记 为 HT。
采用日本理学 D/ MAX-2038 型 X 射线衍射仪分 析催化剂物相结构。在 JOEL TEM- 100C Ò型透射电 子显微镜上观察活性组分的分散情况及粒径大小。 比表 面 测 定 在 美 国 Quant a Chrome 公 司 生 产 的 CHEMBET- 3000 型吸附仪上进行。 112 光催化还原反应
反应介质
反应 甲酸 甲醛 甲醇 催化剂
气氛 10- 5mol / L 10- 5mol/ L 10- 5mol/ L
《解析》甘肃省会宁二中2017届高三上学期月考化学试卷(9月份)Word版含解析
2016-2017学年甘肃省会宁二中高三（上）月考化学试卷（9月份）一、选择题（共12小题，每小题3分，满分36分）1．在水中加入等物质的量的Na+、Ag+、Pb2+和SO42﹣、Cl﹣、NO3﹣，然后放入惰性材料做电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量比为（）A．35.5：108 B．16：207 C．8：1 D．108：35.52．在配制一定物质的量浓度的溶液时，不会用到的仪器是（）A．烧杯 B．烧瓶 C．容量瓶D．玻璃棒3．下列反应的离子方程式正确的是（）A．石英溶于烧碱溶液：SiO2+2OH﹣═SiO32﹣+H2OB．氢氧化钠溶液中通入少量的二氧化硫：SO2+OH﹣═HSO3﹣C．碳酸氢钙溶液中加入足量氢氧化钠溶液：Ca2++HCO3﹣+OH﹣═CaCO3↓+H2OD．溴化亚铁溶液中通入少量氯气：2Fe2++4Br﹣+3Cl2═2Fe3++2Br2+6Cl﹣4．如图为农夫山泉矿泉水瓶上的部分说明文字，列出了饮用天然水理化指标，这里的钙、钾、钠是指（）A．原子 B．分子 C．单质 D．元素5．有如图所示的装置，当电流表中产生持续电流时，下列说法正确的是（）A．Cu是原电池的负极B．Al是原电池的负极C．电子由Al沿导线流向铜D．铝片上的电极反应式为：Al﹣3e﹣═AL3+6．下列说法正确的是（）A．可逆反应达到化学平衡状态时，正、逆反应的速率都为0B．催化剂可以使不起反应的物质发生反应C．可以找到一种催化剂使水变成油D．增大反应物的浓度、提高反应温度都能增大反应速率7．室温下，甲、乙两烧杯盛有5mLpH=3的某一元酸溶液，向乙烧杯中加水稀释至pH=4．关于甲、乙烧杯中的描述不正确的是（）A．溶液的体积：10V甲≤V乙B．水电离出的OH﹣浓度：10c（OH﹣）甲=c（OH﹣）乙C．若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和，所得溶液的pH：甲≤乙D．若分别与5mLpH=11的NaOH溶液反应，所得溶液可能显酸性8．下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是（）A．A B．B C．C D．D9．下列离子方程式书写正确的是（）A．少量SO2通入Ca（ClO）2溶液中：SO2+H2O+Ca2++2ClO﹣═CaSO3↓+2HClOB．Fe（NO3）3溶液中加人过量的HI溶液2Fe3++2I﹣═2Fe2++I2C．NaNO2溶液中加入酸性KMnO4溶液：2MnO4﹣+5NO2﹣+6H+═2Mn2++5NO3﹣+3H2OD．NaHCO3溶液中加入过量的Ba（OH）2溶液：2HCO3﹣+Ba﹣+2BaCO3↓+2HO+CO32﹣10．用N A代表阿伏伽德罗常数．下列说法正确的是（）A．1molNH3中含有3N A对电子对B．工业用电解法进行粗铜精炼时，每转移1mol电子，阳极上溶解的铜原子数必为0.5N A C．将2molSO2和1molO2混合在V2O5存在条件下的密闭容器中，充分反应后分子总数等于2N A D．VLamol•L﹣1的氯化铁溶液中，若Fe3+的数目为N A，则Cl﹣的数目大于3N A11．设N A为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（）A．常温常压下，1.6 g O2和O3混合气体中原子总数为0.1N AB．标准状况下，过氧化钠与水反应生成1.12 L氧气时转移电子数目为0.2N AC．0.1 mol•L的CH3COONa溶液中CH3COOH和CH3COO﹣总数为0.1N AD．常温常压下，4 g He中，含有的原子数为2N A12．6.4g铜与过量的硝酸（8mol•L﹣1，60mL）充分反应后，硝酸的还原产物有NO、NO2，反应后溶液中所含H+离子为n mol．此时溶液中所含NO3﹣的物质的量为（）A．0.28mol B．0.3lmol C．（n+0.2）mol D．（n+0.4）mol二、解答题（共8小题，满分32分）13．（1）按要求填空：①液态SO3②BaCO3固体③酒精④盐酸⑤汞⑥NaCl晶体⑦纯醋酸⑧水，能导电的是（填编号，下同），属于电解质的有，属于非电解质．（2）除去NaCl中的Na2SO4，依次加入的溶液为（填溶质化学式）：、、．14．为了将混有K2SO4、MgSO4的KNO3固体提纯，并制得纯净的KNO3溶液，某学生设计如下实验方案：（1）操作①为．（2）操作②～④加入的试剂顺序可以为：（3）如何判断SO42﹣已除尽？．（4）实验过程中产生的多次沉淀（选填：需要、不需要）多次过滤，其理由是．（5）该同学的实验设计方案是否严密，说明理由．15．在航天发射时，肼（N2H4）及其衍生物常用作火箭推进剂．（1）液态肼作火箭燃料时，与液态N2O4混合发生氧化还原反应，已知每1g肼充分反应后生成气态水放出热量为a KJ，试写出该反应的热化学方程式．（2）实验室用N2H4•H2O与NaOH颗粒一起蒸馏，收集114～116℃的馏分即为无水肼．①在蒸馏过程中不需要的仪器是（填序号字母）．A．酒精灯 B．长直玻璃导管 C．锥形瓶 D．直型冷凝管E．尾接管（接液管） F．蒸馏烧瓶 G．滴定管②除上述必需的仪器外，还缺少的主要玻璃仪器是．（3）肼能使锅炉内壁的铁锈变成较为致密的磁性氧化铁（Fe3O4）层，以减缓锅炉锈蚀．若反应过程中肼转化为氮气，则每生成1molFe3O4，需要消耗肼的质量为g．（4）磁性氧化铁（Fe3O4）的组成可写成FeO•Fe2O3．某化学实验小组通过实验来探究一黑色粉末是否由Fe3O4、CuO组成（不含有其它黑色物质）．探究过程如下：提出假设：假设1．黑色粉末是CuO；假设2．黑色粉末是Fe3O4；假设3．．探究实验：取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中滴加KSCN试剂．①若假设1成立，则实验现象是．②若所得溶液显血红色，则假设成立．③为进一步探究，继续向所得溶液加入足量铁粉，若产生现象，则假设3成立．有另一小组同学提出，若混合物中CuO含量较少，可能加入铁粉后实验现象不明显．查资料：Cu2+与足量氨水反应生成深蓝色溶液，Cu2++4NH3•H2O=Cu（NH3）42++4H2O．④为探究是假设2还是假设3成立，另取少量粉末加稀硫酸充分溶解后，再加入足量氨水，若假设2成立，则产生现象；若产生现象，则假设3成立．16．氯气和氯乙烯都是非常重要的化工产品，年产量均在107t左右，氯气的实验室制备和氯乙烯的工业生产都有多种不同方法．完成下列填空：（1）实验室制取纯净的氯气，除了二氧化锰、浓盐酸和浓硫酸，还需要、（填写试剂或溶液名称）（2）实验室用2.00mol/L盐酸和漂粉精反应生成氯气、氯化钙和水，若产生2.24L（标准状况）氯气，发生反应的盐酸为mL．（3）实验室通常用向上排空气法收集氯气．设计一个简单实验，验证所收集的氯气中是否含有空气．工业上用电石﹣乙炔生产氯乙烯的反应如下：CaO+3CCaC2+COCaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca（OH）2HC≡CH+HClCH2═CHCl电石﹣乙炔法的优点是流程简单，产品纯度高，而且不依赖于石油资源．电石﹣乙炔法的缺点是：、．（4）乙烷和氯气反应可制得ClCH2CH2Cl，ClCH2CH2Cl加热分解得到氯乙烯和氯化氢．设计一种以乙烯和氯气为原料制取氯乙烯的方案（其他原料自选），用化学方程式表示（不必注明反应条件）．要求：①反应产生的氯化氢必须用于氯乙烯的制备；②不再产生其他废液．17．现有500mL物质的量浓度为1mol/L的NaOH溶液，与足量的铝完全反应，可消耗多少克铝？若产生标准状况下11.2L的H2，转移多少mol电子？18．某强碱性溶液中可能含有K+、Al3+、AlO2﹣、SO42﹣、SiO32﹣、CO32﹣、Cl﹣中的某几种离子，现进行如下实验：①取少量溶液用硝酸酸化后，加Ba（NO3）2溶液，无沉淀生成．②另取少量溶液加入盐酸，其现象是：一段时间保持原样后，开始产生沉淀并逐渐增多，沉淀量基本不变后产生一种气体，最后沉淀逐渐减少至消失．原溶液中肯定不存在的离子是，肯定存在的离子是．19．如图是中学化学中常见有机物转化关系（部分相关物质和反应条件已略去）已知：Ⅰ．F的相对分子质量为6且分子中碳元素的质量分数为40%．Ⅱ．A可以提供生命活动所需要的能量；C、D、E、F分子含碳原子个数相同；G为高分子化合物．回答下列问题：（1）F中含有的官能团名称为，①的反应类型为．（2）B的结构简式为，G中链节为．（3）写出A→C的化学方程式．20．a、b、c、d、e是含有一种相同元素的5种物质，可发生如下转化：其中：a是单质，b是气体，c、d是氧化物，e是最高价氧化物对应的水化物．（1）如果a是一种黄色粉末固体，则a、d分别为、（填物质名称）写出c→d 的化学方程式．（2）如果a是一种常见气体，则a、d分别为（填物质化学式）写出a→b的化学方程式．2016-2017学年甘肃省会宁二中高三（上）月考化学试卷（9月份）参考答案与试题解析一、选择题（共12小题，每小题3分，满分36分）1．在水中加入等物质的量的Na+、Ag+、Pb2+和SO42﹣、Cl﹣、NO3﹣，然后放入惰性材料做电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量比为（）A．35.5：108 B．16：207 C．8：1 D．108：35.5【考点】BQ：氧化还原反应的计算．【分析】等物质的量的这些离子加入到水中，Ag+和Cl﹣沉淀为AgCl，Pb2+和SO4 2﹣沉淀为PbSO4，溶液中就只有Na+、NO3﹣，实际上的电解NaNO3溶液，阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，则氧化产物是氧气，还原产物是氢气，以此解答该题．【解答】解：等物质的量的这些离子加入到水中，Ag+和Cl﹣沉淀为AgCl，Pb 2+和SO4 2﹣沉淀为PbSO4，溶液中就只有Na+、NO3﹣，实际上的电解NaNO3溶液，阳极上氢氧根离子放电产物是氧气，阴极上氢离子放电产物是氢气，依据化学方程式2H2O2H2↑+O2↑，当转移相同电子时，阳极产物与阴极产物质量32：（2×2）=8：1，故选C．2．在配制一定物质的量浓度的溶液时，不会用到的仪器是（）A．烧杯 B．烧瓶 C．容量瓶D．玻璃棒【考点】R1：配制一定物质的量浓度的溶液．【分析】根据配制一定物质的量浓度的溶液的配制步骤选择使用的仪器，配制步骤为计算、称量（量取）、溶解、转移、洗涤、定容等．【解答】解：配制步骤为计算、称量（量取）、溶解、转移、洗涤、定容，称量时用到仪器是天平、钥匙（量取时用到量筒），溶解时用到烧杯、玻璃棒，转移溶液时用到玻璃棒、容量瓶，定容时用到胶头滴管，所以没有用到的是烧瓶，故选B．3．下列反应的离子方程式正确的是（）A．石英溶于烧碱溶液：SiO2+2OH﹣═SiO32﹣+H2OB．氢氧化钠溶液中通入少量的二氧化硫：SO2+OH﹣═HSO3﹣C．碳酸氢钙溶液中加入足量氢氧化钠溶液：Ca2++HCO3﹣+OH﹣═CaCO3↓+H2OD．溴化亚铁溶液中通入少量氯气：2Fe2++4Br﹣+3Cl2═2Fe3++2Br2+6Cl﹣【考点】49：离子方程式的书写．【分析】A．反应生成硅酸钠和水；B．反应生成亚硫酸钠和水；C．反应生成碳酸钙、碳酸钠和水；D．少量氯气，只氧化亚铁离子．【解答】解：A．石英溶于烧碱溶液的离子反应为SiO2+2OH﹣═SiO32﹣+H2O，故A正确；B．氢氧化钠溶液中通入少量的二氧化硫的离子反应为SO2+2OH﹣═SO32﹣+H2O，故B错误；C．碳酸氢钙溶液中加入足量氢氧化钠溶液的离子反应为Ca2++2HCO3﹣+2OH﹣═CO32﹣+CaCO3↓+2H2O，故C错误；D．溴化亚铁溶液中通入少量氯气的离子反应为2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl﹣，故D错误；故选A．4．如图为农夫山泉矿泉水瓶上的部分说明文字，列出了饮用天然水理化指标，这里的钙、钾、钠是指（）A．原子 B．分子 C．单质 D．元素【考点】31：元素．【分析】农夫山泉中的钙、镁、钾、钠指元素的含量．原子和分子都是微观粒子，难测定，农夫山泉中不存在单质，则不会是单质的含量．【解答】解：A．原子是微观粒子，很难进行测定，故A错误；B．分子是微观粒子，很难进行测定，故B错误．C．钙、镁、钾、钠是活泼金属，能和水反应生成其它物质，所以水中不可能含有这几种单质，故C错误；D．农夫山泉含有钙、镁、钾、钠元素，故D正确；故选D．5．有如图所示的装置，当电流表中产生持续电流时，下列说法正确的是（）A．Cu是原电池的负极B．Al是原电池的负极C．电子由Al沿导线流向铜D．铝片上的电极反应式为：Al﹣3e﹣═AL3+【考点】BH：原电池和电解池的工作原理．【分析】铜、铝、浓硝酸构成的原电池中，金属铝遇到浓硝酸会发生钝化，所以金属铜是负极，金属铝是正极，负极上金属失电子发生氧化反应，正极上是得电子的还原反应．【解答】解：A、铜、铝、浓硝酸构成的原电池中，金属铝遇到浓硝酸会发生钝化，所以金属铜是负极，金属铝是正极，故A正确；B、以金属铜是负极，金属铝是正极，故B错误；C、电子从负极流向正极，即从铜流向铝，故C错误；D、铝是正极，该电极上金属不会反应，是硝酸中的硝酸根离子发生得电子的还原反应，故D 错误．故选A．6．下列说法正确的是（）A．可逆反应达到化学平衡状态时，正、逆反应的速率都为0B．催化剂可以使不起反应的物质发生反应C．可以找到一种催化剂使水变成油D．增大反应物的浓度、提高反应温度都能增大反应速率【考点】CA：化学反应速率的影响因素；C6：化学反应的可逆性．【分析】影响化学反应速率的因素有内因和外因，物质的性质为内因，为影响化学反应速率的主要因素，外因有温度、浓度、压强、催化剂等，其中催化剂只改变反应速率，但不能概念反应的方向，以此解答该题．【解答】解：A．化学平衡状态时，正逆反应速率相等但不等于0，故A错误；B．催化剂不能使不能发生反应的物质发生反应，只改变反应速率，故B错误；C．水不可能使水变成油，不符合质量守恒定律，故C错误；D．温度越高，反应速率越快，所以锌与稀硫酸反应时，适当提高溶液的温度可加快反应速率，故D正确．故选D．7．室温下，甲、乙两烧杯盛有5mLpH=3的某一元酸溶液，向乙烧杯中加水稀释至pH=4．关于甲、乙烧杯中的描述不正确的是（）A．溶液的体积：10V甲≤V乙B．水电离出的OH﹣浓度：10c（OH﹣）甲=c（OH﹣）乙C．若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和，所得溶液的pH：甲≤乙D．若分别与5mLpH=11的NaOH溶液反应，所得溶液可能显酸性【考点】D5：弱电解质在水溶液中的电离平衡；D6：水的电离．【分析】A．如果酸为强酸，则10V甲=V乙，如果酸为弱酸，则10V甲＜V乙；B．两溶液都是酸溶液，酸溶液中的氢氧根离子是水电离的，根据水的离子积计算出水电离的氢氧根离子浓度；C．如果生成的盐不水解，则两溶液的pH相等，如果生成的盐水解，则甲烧杯中溶液的碱性大于乙烧杯溶液的碱性；D．如果酸是强酸，则恰好反应，溶液为中性；如果酸是弱酸，则酸过量，反应后的混合液可能显示酸性．【解答】解：A．若酸为强酸，则依据溶液吸稀释过程中氢离子浓度不变5ml×10﹣3=V×10﹣4，解得V=5Oml，则10V甲=V乙，若酸为弱酸，加水稀释时，促进弱酸的电离，电离产生的氢离子增多，要使pH仍然为4，加入的水应该多一些，所以10V甲＜V乙，所以10V甲≤V乙，故A正确；B．酸溶液中的氢氧根离子是水电离的，则pH=3的酸中，水电离的氢氧根离子浓度为，c（OH ﹣）==10﹣11mol/L，pH=4的酸中，水电离的氢氧根离子浓度为，c（OH﹣）乙==10﹣10mol/L，则甲10c（OH﹣）甲=c（OH﹣）乙，故B正确；C．稀释前后甲乙两个烧杯中所含的一元酸的物质的量相等，依据酸碱中和反应可知，消耗氢氧化钠的物质的量相等，生成的酸盐的浓度甲＞乙，若酸为强酸，则二者的pH相等，若酸为弱酸，则甲溶液的pH大于乙，即：甲≥乙，故C错误；D．若酸是强酸，分别与5mL pH=11的NaOH溶液反应，恰好发生酸碱中和，生成强酸强碱盐，溶液显中性，若为弱酸，则反应后酸有剩余，溶液可能显酸性，故D正确；故选C．8．下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是（）A．A B．B C．C D．D【考点】U5：化学实验方案的评价．【分析】A．氯气和甲烷在光照条件下发生取代反应生成氯代烃；B．银镜反应必须在碱性条件下进行；C．乙醇具有挥发性，浓硫酸被乙醇还原生成二氧化硫，二氧化硫、乙醇都能被酸性高锰酸钾溶液氧化；D．溶度积常数大的物质能转化为溶度积常数小的物质．【解答】解：A．氯气和甲烷在光照条件下发生取代反应生成氯代烃和HCl，该反应类型是取代反应而不是化合反应，故A错误；B．银镜反应必须在碱性条件下进行，所以在滴加银氨溶液之前需要滴加NaOH中和未反应的稀硫酸，否则生成的AgOH干扰实验，故B错误；C．乙醇具有挥发性，浓硫酸被乙醇还原生成二氧化硫，所以生成的乙烯中含有二氧化硫、乙醇，二氧化硫、乙醇都能被酸性高锰酸钾溶液氧化而干扰实验，所以在通入酸性高锰酸钾溶液之前用NaOH溶液除去乙醇和二氧化硫，故C错误；D．溶度积常数大的物质能转化为溶度积常数小的物质，向AgCl沉淀中滴加少量KI溶液，观察到白色沉淀转化为黄色沉淀，说明K sp（AgCl）＞K sp（AgI），故D正确；故选D．9．下列离子方程式书写正确的是（）A．少量SO2通入Ca（ClO）2溶液中：SO2+H2O+Ca2++2ClO﹣═CaSO3↓+2HClOB．Fe（NO3）3溶液中加人过量的HI溶液2Fe3++2I﹣═2Fe2++I2C．NaNO2溶液中加入酸性KMnO4溶液：2MnO4﹣+5NO2﹣+6H+═2Mn2++5NO3﹣+3H2OD．NaHCO3溶液中加入过量的Ba（OH）2溶液：2HCO3﹣+Ba﹣+2BaCO3↓+2HO+CO32﹣【考点】49：离子方程式的书写．【分析】A．次氯酸根离子具有强的氧化性，能够氧化亚硫酸根离子；B．碘离子过量，硝酸根子、三价铁离子都被还原；C．酸性环境下高锰酸钾氧化亚硝酸根离子生成硝酸根离子；D．氢氧化钡过量，反应生成碳酸钡、氢氧化钠．【解答】解：A．向次氯酸钙溶液中通入少量SO2的离子反应为Ca2++2ClO﹣+H2O+SO2═CaSO4↓+H++Cl﹣+HClO，故A错误；B．硝酸铁溶液中滴加足量HI溶液，铁离子和硝酸根离子都参与反应，离子方程式为：Fe3++3NO3﹣+12H++10I﹣=Fe2++5I+3NO↑+6H2O，故B错误；2C．NaNO2溶液中加入酸性KMnO4溶液，离子方程式为：2MnO4﹣+5NO2﹣+6H+═2Mn2++5NO3﹣+3H2O，故C正确；D．NaHCO3溶液中加入过量的Ba（OH）2溶液，离子方程式为：HCO3﹣+Ba﹣+OH﹣=BaCO3↓+H2O，故D错误；故选：C．10．用N A代表阿伏伽德罗常数．下列说法正确的是（）A．1molNH3中含有3N A对电子对B．工业用电解法进行粗铜精炼时，每转移1mol电子，阳极上溶解的铜原子数必为0.5N A C．将2molSO2和1molO2混合在V2O5存在条件下的密闭容器中，充分反应后分子总数等于2N A D．VLamol•L﹣1的氯化铁溶液中，若Fe3+的数目为N A，则Cl﹣的数目大于3N A【考点】4F：阿伏加德罗常数．【分析】A、根据1molNH3中含有3molN﹣H电子对和1mol孤电子对来分析；B、电解法进行粗铜精炼时阳极材料为粗铜；C、根据可逆反应的特点不完全转化来分析；D、根据铁离子的水解及氯离子不水解来分析．【解答】解：A、因氨气中存在N﹣H电子对和孤电子对，1molNH3中含有3molN﹣H电子对和1mol孤电子对，则1molNH3中含有4N A对电子对，故A错误；B、粗铜精炼时阳极材料为粗铜，转移1mol电子，阳极上比铜的活泼的金属也失去电子，则溶解的铜原子小于0.5N A，故B错误；C、将2molSO2和1molO2混合在V2O5存在条件下的密闭容器中，不会完全转化为三氧化硫，则反应后分子总数介于2N A～3N A，一定大于2N A，故C错误；D、氯化铁溶液中，因铁离子的水解及氯离子不水解，则Fe3+的数目为N A时，一定存在Cl﹣的数目大于3N A，故D正确；故选D．11．设N A为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（）A．常温常压下，1.6 g O2和O3混合气体中原子总数为0.1N AB．标准状况下，过氧化钠与水反应生成1.12 L氧气时转移电子数目为0.2N AC．0.1 mol•L的CH3COONa溶液中CH3COOH和CH3COO﹣总数为0.1N AD．常温常压下，4 g He中，含有的原子数为2N A【考点】4F：阿伏加德罗常数．【分析】A、氧气和臭氧均由氧原子构成；B、求出氧气的物质的量，然后根据过氧化钠和水反应生成氧气时，氧元素的价态由﹣1价变为0价；C、溶液体积不明确；D、氦气由氦原子构成．【解答】解：A、氧气和臭氧均由氧原子构成，故1.6g氧气和臭氧的混合物中含有的氧原子的物质的量为0.1mol，个数为0.1N A个，故A正确；B、标况下1.12L氧气的物质的量为0.05mol，而过氧化钠和水反应生成氧气时，氧元素的价态由﹣1价变为0价，故生成0.05mol氧气时，反应转移0.1mol电子即0.1N A个，故B错误；C、溶液体积不明确，故溶液中的CH3COONa 的物质的量无法计算，CH3COOH和CH3COO﹣总数无法计算，故C错误；D、氦气由氦原子构成，故4g氦气中含有的氦原子的物质的量n==1mol，个数为N A个，故D 错误．故选A．12．6.4g铜与过量的硝酸（8mol•L﹣1，60mL）充分反应后，硝酸的还原产物有NO、NO2，反应后溶液中所含H+离子为n mol．此时溶液中所含NO3﹣的物质的量为（）A．0.28mol B．0.3lmol C．（n+0.2）mol D．（n+0.4）mol【考点】BQ：氧化还原反应的计算；EG：硝酸的化学性质．【分析】铜与过量的硝酸，反应后溶液中所含H+离子为n mol，说明溶液为Cu（N03）2与HN03的混合溶液，溶液中n（N03﹣）=n（H+）+2n（Cu2+），据此计算．【解答】解：6.4g铜的物质的量为=0.1mol．铜与过量的硝酸，反应后溶液中所含H+离子为n mol，说明溶液为Cu（N03）2与HN03的混合溶液．根据电荷守恒溶液中n（N03﹣）=n（H+）+2n（Cu2+）=nmol+0.1mol×2=（n+0.2）mol．故选：C．二、解答题（共8小题，满分32分）13．（1）按要求填空：①液态SO3②BaCO3固体③酒精④盐酸⑤汞⑥NaCl晶体⑦纯醋酸⑧水，能导电的是④⑤⑧（填编号，下同），属于电解质的有②⑥⑦⑧，属于非电解质①③．（2）除去NaCl中的Na2SO4，依次加入的溶液为（填溶质化学式）：BaCl2、Na2CO3、HCl ．【考点】D1：电解质与非电解质．【分析】（1）在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物是电解质，包括酸、碱、盐、活泼金属氧化物和水；在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物是非电解质，包括一些非金属氧化物、氨气、大多数有机物（如蔗糖、酒精等）；物质导电的条件：含有自由移动的离子或自由电子；（2）除去NaCl中的Na2SO4，先加氯化钡除去硫酸根离子，再利用碳酸钠除去过量的钡离子，最后加盐酸除去过量的碳酸钠，以此来解答．【解答】解：（1）①液态SO3不含自由移动的离子或自由电子，不导电；本身不能电离，属于非电解质；②BaCO3固体不含自由移动的离子或自由电子，不导电；熔融状态下能够导电，属于电解质；③酒精不含自由移动的离子或自由电子，不导电；在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物，是非电解质；④盐酸含有自由离子，能够导电；是混合物，既不是电解质，也不是非电解质；⑤汞含自由电子，能够导电；是单质，既不是电解质，也不是非电解质；⑥NaCl晶体，不含自由移动的离子或自由电子，不导电；在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物是电解质；⑦纯醋酸不含自由移动的离子或自由电子，不导电；在水溶液能导电的化合物是电解质；⑧水，含有自由移动的离子，能够导电；在水溶液能导电的化合物是电解质；能导电的是：④⑤⑧；属于电解质的有②⑥⑦⑧；属于非电解质①③；故答案为：④⑤⑧；②⑥⑦⑧；①③；（2）除去NaCl中的Na2SO4，先加足量氯化钡除去硫酸根离子，再利用足量碳酸钠除去过量的钡离子，最后加适量盐酸除去过量的碳酸钠，则依次加入的溶液的溶质为BaCl2、Na2CO3、HCl，故答案为：BaCl2；Na2CO3；HCl．14．为了将混有K2SO4、MgSO4的KNO3固体提纯，并制得纯净的KNO3溶液，某学生设计如下实验方案：（1）操作①为加水溶解．（2）操作②～④加入的试剂顺序可以为：Ba（NO3）2、K2CO3、KOH或KOH、Ba（NO3）2、K2CO3或Ba（NO3）2、KOH、K2CO3（3）如何判断SO42﹣已除尽？静置，取少量上层澄清溶液，再加入少量Ba（NO3）2溶液，若不变浑浊，表明SO42﹣已除尽．（4）实验过程中产生的多次沉淀不需要（选填：需要、不需要）多次过滤，其理由是因为几个沉淀反应互不干扰，因此只过滤一次，可减少操作程序．（5）该同学的实验设计方案是否严密，说明理由不严密，因为加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl﹣．【考点】P8：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用．【分析】淀反应必须在溶液中进行，以便充分反应，并使杂质完全沉淀，所以首先应当将固体配制成溶液．除去SO42﹣、Mg2+离子的方法一般是使它们分别形成BaSO4和Mg（OH）2沉淀，所以需要加入稍过量的Ba（NO3）2和KOH溶液，过量的Ba2+可用K2CO3溶液除去，因此实验时必须先加入Ba（NO3）2溶液，后加入K2CO3溶液，同时要注意不可加入BaCl2、Na2CO3和NaOH溶液进行除杂，也不可用稀盐酸调节溶液的pH，否则会引进Na+和Cl﹣杂质．（1）后续实验是在溶液中进行的，需要加水溶解；（2）除镁离子用氢氧根，除硫酸根用钡离子，因为加入的试剂都是过量的，所以后加的试剂要把先加的试剂所带入的杂质除掉，主要是碳酸钾要在硝酸钡之后加入，这样可以除去多余的钡离子进行解答；（3）加入硝酸钡溶液检验硫酸根离子是否除尽；（4）因为几个沉淀反应互不干扰，为了减少操作程序，不需要多次过滤；（5）加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl﹣，制不到纯净的KNO3溶液．【解答】解：淀反应必须在溶液中进行，以便充分反应，并使杂质完全沉淀，所以首先应当将固体配制成溶液．除去SO42﹣、Mg2+离子的方法一般是使它们分别形成BaSO4和Mg（OH）2沉淀，所以需要加入稍过量的Ba（NO3）2和KOH溶液，过量的Ba2+可用K2CO3溶液除去，因此实验时必须先加入Ba（NO3）2溶液，后加入K2CO3溶液，同时要注意不可加入BaCl2、Na2CO3和NaOH 溶液进行除杂，也不可用稀盐酸调节溶液的pH，否则会引进Na+和Cl﹣杂质，（1）后续实验是在溶液中进行的，需要加水溶解，操作①需要配制成溶液，需要加水溶解，故答案为：加水溶解；（2）先加硝酸钡，除去硫酸根，再加氢氧化钠，除去镁离子，再加碳酸钠，除去多余的钡离子，最后加硝酸，除去多余的碳酸钾和氢氧化钾；先加氢氧化钾，除去镁离子，再加氯化钡，除去硫酸根，再加碳酸钾，除去多余的钡离子，最后加硝酸，除去多余的碳酸钾和氢氧化钾；先加入硝酸钡，除去硫酸根，再加碳酸钾，能把钙离子和多余钡离子除去，再加氢氧化钾，除去镁离子，最后加硝酸，除去多余的碳酸钾和氢氧化钾，故答案为：Ba（NO3）2、K2CO3、KOH或KOH、Ba（NO3）2、K2CO3或Ba（NO3）2、KOH、K2CO3；（3）加入过量硝酸钡溶液除去硫酸根离子，检验硫酸根离子已除尽，可静止片刻在上层清液处，滴加一滴Ba（NO3）2溶液，不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽，故答案为：静置，取少量上层澄清溶液，再加入少量Ba（NO3）2溶液，若不变浑浊，表明SO42﹣已除尽；（4）几个沉淀分别为BaSO4、BaCO3、Mg（OH）2，这几个沉淀反应互不干扰，因此只过滤一次，可减少操作程序，故答案为：不需要；因为几个沉淀反应互不干扰，因此只过滤一次，可减少操作程序；（5）因加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl﹣，制不到纯净的KNO3溶液（E），所以该同学的实验。
《好题》高中化学必修二第七章《有机化合物》检测(含答案解析)(6)
一、选择题1．(0分)[ID：137480]某课外活动小组利用如图所示装置进行乙醇的催化氧化实验并制取乙醛。
实验时，先加热玻璃管乙中的镀银铜丝，约1分钟后鼓入空气，此时铜丝呈红热状态。
若把酒精灯撤走，控制一定的鼓气速度，铜丝能长时间保持红热直到实验结束。
下列说法错误的是A．乙醇的催化氧化反应是放热反应B．装置甲应置于70～80℃的水浴中，目的是使装置甲中乙醇平稳汽化成乙醇蒸气C．装置丙的作用为收集乙醛D．可通过装置甲中冒气泡的速率控制空气的通入速率2．(0分)[ID：137465]利用反应5NaCl+2CO2+2H2O通电5NaClO+C2H4O(环氧乙烷)可实现低压高效电催化还原CO2。
下列化学用语正确的是A．NaClO的电子式：B．Cl-的结构示意图：C．CO2的比例模型：D．环氧乙烷的结构简式：3．(0分)[ID：137462]下列操作能达到相应实验目的的是（）实验目的操作A 除掉碳酸氢钠固体中混有的碳酸钠加热至固体质量不再变化B测定84消毒液的pH用洁净的玻璃棒蘸取少许84消毒液滴在pH试纸上C 证明乙烯可以发生加成反应将乙烯通入酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去D检验溶液中是否含NH+4取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体A．A B．B C．C D．D4．(0分)[ID：137450]下列关于乙醇(CH3CH2OH)的说法不正确的是A．与乙烯互为同系物B．可与酸性高锰酸钾溶液反应C．与乙酸(CH3COOH)在一定条件能发生酯化反应D．分子中含有羟基5．(0分)[ID：137448]下列实验的装置、操作及有关描述均正确的是A．①：鉴别Al（OH）3和H2SiO3两种胶体B．②：证明某溶液含有SO2-4C．③：分离乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液D．④：除去C2H6中含有的C2H46．(0分)[ID：137447]根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是选项实验操作和现象实验结论A 向淀粉溶液中加入稀硫酸，水浴加热一段时间后，加入NaOH溶液至溶液呈碱性，再加入新制Cu(OH)2悬浊液，加热煮沸，有砖红色沉淀产生淀粉已水解完全B 卤代烃Y与氢氧化钠溶液共热后，滴加AgNO3溶液，观察，无淡黄色沉淀产生说明卤代烃不是溴代烃C 向浑浊的苯酚试液中滴加饱和Na2CO3溶液，试液变澄清且无气体产生说明苯酚的酸性强于碳酸D 向蛋白质溶液中滴加饱和Na2SO4溶液，有固体析出，过滤，向固体中加足量蒸馏水，固体溶解蛋白质的盐析过程是可逆的A．A B．B C．C D．D7．(0分)[ID：137444]医用一次性口罩的结构如图所示，过滤层所用的材料是聚丙烯，具有阻隔病毒和细菌的作用。
纳米金_氧化锌_多壁碳纳米管膜修饰电极的制备及其对羟胺的测定
纳米金/氧化锌-多壁碳纳米管膜修饰电极的制备及其对羟胺的测定张翠红, 王广凤, 方 宾(安徽师范大学化学与材料科学学院,安徽芜湖 241000)摘 要:通过在ZnO -MWCN Ts 膜修饰电极表面电沉积金纳米粒子,获得了一种用于测定羟胺的电化学传感器.ZnO -MWCN Ts 膜作为一种新的、有效的基底可以很好地被用来固定金纳米粒子.利用ZnO -MWCN Ts 膜和金纳米粒子的协同,羟胺在nano -Au/ZnO -MWCN Ts 膜修饰电极上有更好的电催化效果以及稳定性.在最佳条件下,用计时电流法对羟胺进行了测定,在0.25-3.0×103μM 范围内呈现良好的线性关系,最低检测限可达0.08μM (S/N =3),反应时间小于3s.由于其制备简单,稳定性高等优势,该修饰电极在羟胺的定量测定方面有着良好的应用前景.关键词:多壁碳纳米管;氧化锌;金纳米;化学修饰电极;羟胺中图分类号:O657.1 文献标识码:A 文章编号:1001-2443(2011)01-0049-06引言 羟胺(Hydroxylamine ,HA )是氮循环中两个重要的微生物过程的中间体[1].它是一种诱变物,中等毒性,会引起人,动物甚至植物身上可逆或不可逆的生理学上的畸变[2].它廉价易得,被广泛的使用于药物合成工业.所以不管是从工业,环境还是健康的角度来说,发展一种有效的测定环境中微量羟胺的分析方法是非常重要的.虽然已有许多测定微量羟胺的方法,如分光光度法,气相色谱法等,但其设备昂贵、操作繁琐等而应用不便.羟胺具有一定的还原性,电化学方法为羟胺的测定提供了一个更为准确、经济、快速的方法.但羟胺在普通的玻碳电极表面发生电化学氧化具有很大的过电位.最近,不同的化学修饰电极被用于检测羟胺,这可以大大降低过电位,增加电流强度[3-5]. 纳米级的氧化锌具有比表面积大、化学稳定性强、电导率高、无毒性、电化学活性等优点,同时具有很好的生物兼容性和生物降解性.因此ZnO 纳米结构在电化学传感和生物监测方面的研究逐渐开展起来[6-8].碳纳米管(CN Ts )具有独特的导电性,良好的机械强度,大的比表面积,强的物理吸附能力,因而它是一种良好的电极材料,在生物传感方面有着广泛的应用[9,10].金纳米粒子(nano -Au )以其独特的光学和电学性质、良好的稳定性、小尺寸和表面效应、高催化活性以及独特的生物亲和性,使其也在电化学传感器等领域显示了潜在的价值.将金纳米粒子分散于不同基底(碳糊电极、自组装膜、传导及非传导性膜)上制备的电化学传感器已被报道[11,12]. 我们首先制备了氧化锌-多壁碳纳米膜并将其修饰电极(ZnO -MWCN Ts/GCE ),采用电沉积法在其表面电沉积纳米金制备出纳米金/氧化锌-多壁碳纳米管膜修饰电极(nano -Au/ZnO -MWCN Ts/GCE ).氧化锌-多壁碳纳米膜可作为一种新的、有效的基底来固定金纳米粒子制备出修饰电极.该修饰电极具有以下的优点:(1)MWCN Ts 具有很强的物理吸附性能,ZnO 薄膜能被MWCN Ts 强烈地吸附于电极表面,增强修饰电极的稳定性.(2)ZnO 薄膜与MWCN Ts 形成交错的层状结构,可增强电子传递能力.(3)氧化锌-多壁碳纳米管膜不仅作为基底固定金纳米粒子,而且其本身对羟胺也有电催化作用.(4)由于纳米金和氧化锌-多壁碳纳米管膜的共同作用,纳米金/氧化锌-多壁碳纳米管膜修饰电极对羟胺有更好的电催化氧化作用.收稿日期:2010-09-28基金项目:国家自然科学基金(20675001);安徽省教育厅自然科学基金(K J2009B013Z ).作者简介:张翠红(1984-),女,安徽宣城人,研究生;通讯作者:方宾(1947-),男,安徽贵池人,教授.第34卷1期2011年1月 安徽师范大学学报(自然科学版)Journal of Anhui Normal University (Natural Science )Vol.34No.1Jan .20111 实验1.1 仪器与试剂 仪器:CHI660B 电化学工作站(上海辰华仪器公司);JL -180型超声清洗器(上海杰理科技有限公司);PHS -3C 酸度计;电子天平(FA2004);电化学实验采用三电极体系:玻碳电极(φ=3mm )或修饰电极作为工作电极,饱和甘汞电极作为参比电极,铂丝为参比电极;Hitachi S -4300扫描电子显微镜(日本)和X -射线衍射仪(Shimadzu ,日本). 试剂:羧基化的多壁碳纳米管(购于成都有机化学公司);Zn (CH 3COO )2.2H 2O (99.0%)(购于汕头西陇化学公司);氯金酸(HAuCl 4,Sigma )其他化学试剂如KCl ,NaH 2PO 4,Na 2HPO 4,羟胺(均购于上海化学试剂公司).所有试剂均为分析纯,在使用中没有做进一步的纯化.不同p H 值的磷酸盐缓冲溶液(PBS )采用混合不同比例的0.1mol ・L -1Na 2HPO 4和0.1mol ・L -1NaH 2PO 4溶液配制,用磷酸和氢氧化钠溶液调节p H 值.实验用水为二次蒸馏水.电化学实验均在室温下进行.1.2 修饰电极的制备 玻碳电极经0.05μm 的超细三氧化二铝抛光粉抛光呈镜面,洗净,然后依次用V (HNO 3)∶V (H 2O )=1∶1混合液、乙醇、蒸馏水超声作用下分别清洗5min ,用氮气将电极表面吹干备用.将2.5mg MWCN Ts 置于1mL DMF 中超声分散60min 得到黑色悬浊液,再将10mL 0.02mol/L Zn (CH 3COO )2溶液加到上述悬浊液中持续搅拌30min ,然后再将其超声1h ,室温条件下放置12h ,形成氧化锌-多壁碳复合物.用二次蒸馏水和无水乙醇交替离心清洗3次,60℃真空干燥6h ,最后我们获得了氧化锌-多壁碳纳米管膜[13,14]. 称取10mg 氧化锌-多壁碳纳米管膜放置于10mL 无水乙醇中超声分散30min 得到均匀的混合溶液.向处理好的玻碳电极上滴涂10μL 上述溶液,自然晾干后即得氧化锌-多壁碳纳米管膜修饰电极.再在含有0.5mM HAuCl 4溶液中在扫描范围为-0.2-+1.2V ,扫速为100mVs -1的条件下扫描2圈[15],即可获得纳米金/氧化锌-多壁碳纳米管膜修饰电极.自然干燥后,用PBS 缓冲溶液冲洗,制备的修饰电极放于4℃的冰箱内保存备用.2 结果与讨论2.1 结构表征图1 MWCN Ts (A ),ZnO -MWCN Ts 膜(B ),nano -Au/ZnO -MWCN Ts 膜(C )的SEM 图和nano -Au/ZnO -MWCN Ts 膜的EDX 图谱(D )Fig.1 SEM image of MWCN Ts (A ),ZnO -MWCN Ts films (B )and the nano -Au/ZnO -MWCN Ts films (C );EDX analysis of the nano -Au/ZnO -MWCN Ts films (D )图2 ZnO -MWCN Ts 膜的XRD 图Fig.2 XRD pattem of ZnO -MWCN Ts films 图1A 显示的是纯MWCN Ts 的电镜图,图中MWCN Ts 相互交错在一起且具有非常光滑的表面.图1B 显示出了ZnO 薄膜和MWCN Ts 共存状态,其中的ZnO 是低密度、疏松的膜状材料,这对于该修饰电极的催化性能是非常有利的.得益于MWCN Ts 强烈物理吸附性能,ZnO 薄膜和MWCN Ts 紧密结合,形成交错排列05安徽师范大学学报(自然科学版)2010年的层状结构,这不仅有益于ZnO 薄膜吸附于电极表面,而且还增加了电子传递速率.从图1C 可以看出,采用电沉积法,金纳米粒子已经成功地生长于氧化锌-多壁碳纳米管膜基底.EDX 图谱显示出了纳米金/氧化锌-多壁碳纳米管膜中C ,Zn ,O ,Au 的元素含量分别为69.31%,6.88%,21.70%,2.11%(图1D ).由于羧基化的MWCN Ts 中存在-COOH 和-OH ,使的Zn 和O 的元素个数比小于1. 图2是ZnO -MWCN Ts 膜的XRD 图谱.图中用圆圈标志的峰是复合物中ZnO 的衍射峰,与标准卡一致(J CPDS Card No.36-1451),纳米复合材料在衍射角26°处的峰(002)与单纯的碳纳米管基本一致[16],表明ZnO 薄膜和MWCN Ts 对彼此的结构没有造成破坏.2.2 nano -Au/Z nO -MWCNTs/G CE 的电化学阻抗表征 用交流阻抗法对nano -Au/ZnO -MWCN Ts 膜修饰电极进行表征.如图3a 所示,裸玻碳电极在高频部分出现了一个很小的半圆,这说明了电化学探针([Fe (CN )6]3-/4-)非常容易到达电极表面发生反应,电化学反应较快.nano -Au 修饰电极显示了较低的界面电子传递阻力(图b ),尽管高于裸玻碳电极.当裸玻碳电极被修饰ZnO -MWCN Ts 膜后,高频部分出现了一个直径较大的半圆(图c ),这说明ZnO -MWCN Ts 膜在一定程度上阻碍了电化学探针的电子转移.当nano -Au 被沉积到ZnO -MWCN Ts 膜修饰电极表面后,高频部分半圆的直径较ZnO -MWCN Ts 膜修饰电极明显减小(图d ),这是由于nano -Au 是一种很好的电子传导材料[17].图3 裸玻碳电极(a ),nano -Au/GCE (b ),ZnO -MWCN Ts/GCE (c )和nano -Au/ZnO -MWCN Ts/GCE (d )的阻抗图谱Fig.3 EIS of (a )bare GCE ,(b )nano -Au/GCE ,(c )Zno -MWCN Ts/GCE and (d )nano -Au/ZnO -MWCN Ts/GCE inthe presence of 5mmol L -1Fe (CN )3-/4-6with 0.1mol L -1KCl as the supporting electrolyte.The electrode potential was 0.2V vs.SCE图4 1.5×10-3M 羟胺在(a )裸玻碳电极,(b )ZnO -MWCN Ts/GCE ,(c )nano -Au/MWCN Ts/GCE 和(d )nano -Au/ZnO -MWCN Ts/GCE 的CV 相应图Fig.4 CVs of the (a )bae GCE ,(b )ZnO -MWCN Ts/GCE ,(c )nano -Au/MWCN Ts/GCE and (d )nano -Au/ZnO -MWCN Ts /GCE with 1.5×10-3M hydroxylamine in N 2-saturated 0.1M PBS (p H7.4)at 100mV s -12.3 nano -Au/Z nO -MWCNTs/G CE 对羟胺的电化学氧化 图4是1.5×10-3M 羟胺在不同电极上的循环伏安图.羟胺在裸玻碳电极上几乎不能被氧化(图4a ).而在ZnO -MWCN Ts 膜修饰的玻碳电极上,羟胺的氧化峰出现在0.63V ,峰电流约为-81.8μA (图4b ).由图4c 可知,羟胺在nano -Au/MWCN Ts 修饰的玻碳电极上的氧化峰电位位于0.32V ,峰电流约为-60.0μA.图4d 显示的是羟胺在nano -Au/ZnO -MWCN Ts 膜修饰的玻碳电极上的循环伏安曲线,由图可知,羟胺在该修饰电极上氧化的起始电位约为0.10V ,氧化峰电位为0.27V ,氧化电流为-107.4μA.与裸玻碳电极、ZnO -MWCN Ts 膜修饰电极、nano -Au/MWCN Ts 修饰电极相比,羟胺在nano -Au/ZnO -MWCN Ts 膜修饰电极上的峰电位最小,峰电流最大,这是因为:1)与单纯的MWCN Ts 相比,ZnO -MWCN Ts 膜具有更大的比表面积,以它作为基底可以沉积更多的金纳米粒子,从而可以吸附更多的羟胺;2)由于ZnO 与nano -Au 对羟胺同时具有电催化作用,在它们的协同作用下,羟胺在nano -Au/ZnO -MWCN Ts 膜修饰电极上具有更好的电催化效果. 采用计时电流法对构建的传感器的性能进行了考察.图5A 显示了对连续加入一定浓度羟胺的电流响应情况.传感器对羟胺的加入响应灵敏而迅速,达到95%的稳态电流仅需要3min.这说明底物分子从溶液到nano -Au/ZnO -MWCN Ts 膜修饰层的扩散迅速.羟胺在修饰电极上的氧化电流随羟胺浓度的增加而增加,1534卷第1期 张翠红,王广凤,方 宾: 纳米金/氧化锌-多壁碳纳米管膜修饰电极的制备及其对羟胺的测定从图5B 可知,羟胺的浓度在0.25-3.0×103μM 范围内,峰电流与羟胺的浓度成很好的线性关系,线性方程为y =-0.1198-0.0781x ,相关系数R 2=0.9997.在信噪比为3的情况下,它的检出限很低,为0.08μM.与其他羟胺传感器相比,我们制备的传感器对羟胺的测定线性范围较宽,检测下限更低(见表1).表1 不同修饰电极对羟胺测定的结果比较T able 1 Comparison of the responses of some amperometric hydroxylaminesensors constructed b ased on different modif ied electrode m aterialsElectrode materials Response time (s )Detection limit (μM )Linear range (μM )Sensitivity (μAμM -1)Ref.Coumestan derivative10.7560-1000-[3]Alizarin red S-7.210-800-[1]Rutin multi 2wall carbon nanotubes-- 1.0-33.80.0288--33.8-81.70.025[2]G old nanoparticle 2polypyrrole nanowrie0.211-5000.0639[4]500-180000.0104Hybrid copper 2cobalt hexacyanoferrate film0.21 4.6-1800-[5]This work<30.080.25-30000.078-图5 nano -Au/ZnO -MWCN Ts 膜修饰电极在PBS 缓冲溶液中(p H =7.4)对羟胺的电流响应曲线,通氮气饱和Fig.5 (A )Amperometric response of the nano -Au/ZnO -MWCN Ts/GCE with successive addition of hydroxylamine into 0.1M PBS buffer solution (p H 7.4)(a →b ,2.5×10-7M steps ;b →c ,1.6×10-5M steps ;c →d ,6.0×10-5M steps ;d →e ,1.5×10-4M steps ;e →,3.0×10-4M steps ).The applied potential was 0.3V.Plot of 1/i vs.1/C ,exhibiting a linear relationship for the steady 2state current and hydroxylamine concentration (inset )2.4 电沉积金纳米圈数对羟胺氧化的影响 不同的电沉积金纳米圈数(a :1圈;b :2圈;c :3圈;d :4圈)下获得的修饰电极对同一浓度羟胺(1.2×10-4M )氧化的峰电流存在差别.扫描圈数由1圈增加到2圈时,对羟胺测定的灵敏度增强,但随着电沉积圈数的进一步增加,修饰电极对羟胺测定的灵敏度反而下降,这是因为随着扫描圈数的增加,电极表面上沉积的金纳米量增加,因此有利于对羟胺的氧化,但随着扫描圈数的进一步增加,金纳米离子的粒径会变大,这反而不利于修饰电极对羟胺的催化氧化.综上所述,在ZnO -MWCN Ts 膜修饰的玻碳电极表面上沉积金纳米粒子圈数为2圈时,金纳米粒子与ZnO -MWCN Ts 膜对羟胺的电催化氧化的协同作用达到最优,因此选择电沉积圈数为2圈作为最优化的电沉积圈数.2.5 nano -Au/Z nO -MWCNTs 膜修饰电极的重复性和稳定性 该修饰电极有很好的重复性和稳定性.10个独立制备的电极对500μM 羟胺进行测定时,它们之间的相对标准偏差(RSD )是4.5%.在含有500μM 羟胺的电解质溶液里对同一修饰电极进行连续8次扫描的相对标准偏差(RSD )是1.6%.不用时将该电极存放于磷酸缓冲溶液中或存放于4℃的冰箱中,甚至在四个星期后电流只有2.0%的下降.该修饰电极具有很好的稳定性是由于ZnO -MWCN Ts 膜本身具有很强的吸附能力,能吸附于电极表面.另外,ZnO -MWCN Ts 膜作为基底,对金纳米粒子有很好的吸附固定作用.2.6 干扰试验 在p H 为7.4的溶液中(含有1.0×10-4M 羟胺),选用不同的物质作为可能的干扰物质,研究这些可能25安徽师范大学学报(自然科学版)2010年的干扰物质对羟胺测定过程的影响.普通的阳离子和阴离子(即100倍的Na +,K +,Ca 2+,Mg 2+,Cl -,Br +,I -,SO 2-4,NO -3)对羟胺的测定没有影响.分别添加50倍多巴胺,抗坏血酸,尿酸,尿素以及重金属离子Hg 2+,Cu 2+,Cr 2+到待测溶液中,最后测定结果显示也不存在明显的干扰.2.7 模拟样品的分析 为了评价该修饰电极的实际应用性,我们配制了五份不同浓度的羟胺溶液在最优化条件下进行测定.表2显示出尽管有一些偏差,但结果是令人满意.总之,该修饰电极能够有效地测定溶液中的羟胺.表2 修饰电极对不同浓度羟胺溶液样品中羟胺浓度的定量测定Fig.2 Q u antitative determination of hydroxylaminefrom distilled w ater sources spiked with know n qu antity of hydroxylamineSample (Distilled water )hydroxylamineadded (μM )hydroxylamineFound (μM )a Recovery (%)1109.8±0.398.025051.1±0.4102.23100102±0.5102.04150147±0.498.05200202±0.5101.0 a :Average of three determinations参考文献:[1] ARDA KANI M M ,KARIMI M A ,MIRDEHGHAN 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Chem ,2007,604:9-16.3534卷第1期 张翠红,王广凤,方 宾: 纳米金/氧化锌-多壁碳纳米管膜修饰电极的制备及其对羟胺的测定Enhancement in Analytical H ydroxylamine B ased on G old N anoparticles Deposited on ZnO2MWCNTs FilmsZHAN G Cui2hong, WAN G Guang2feng, FAN G Bin (College of Chemistry and Materials Science,Anhui Normal Universit y,Wuhu241000,China)Abstract:A good route(electrodeposition)for the fabrication of gold nanoparticles(nano-Au)attached onZnO-MWCN Ts films modified glassy carbon electrodes(GCE)was proposed.ZnO-MWCN Ts films are favor forfunctioning as the biomimic membrane to immobilize nano-Au.Thecatalytic oxidation of hydroxylamine has abetter result on the nano-Au/ZnO-MWCN Ts/GCE because of the synergistic effect of nano-Au and ZnO-MWCN Ts films.Under optimal conditions,hydroxylamine were determined at the nano-Au/ZnO-MWCN Ts/GCE by typical amperometric response(i-t),a wide linear range from0.25to3.0×103μM was obtained.An optimized limit of detection of0.08μM was obtained at a signal2to2noise ratio of3and with a fast response time(within3s).The ease of fabrication and high stability of the modified electrode are the promising features for the quantitative determination of hydroxylamine with a good prospect.K ey w ords:MWCN Ts;ZnO;gold nanoparticle;modified electrode;hydroxylamine45安徽师范大学学报(自然科学版)2010年。
程序升温氧化法测定碳纳米管的纯度
程序升温氧化法测定碳纳米管的纯度
周固民;冯永成;赵社涛;瞿美臻;于作龙
【期刊名称】《合成化学》
【年(卷),期】2002(010)006
【摘要】利用不同形态碳有不同氧化温度的特性,采用程序升温氧化法,以铂电阻丝热导池为检测器,以纯氧为载气和反应气,通过对碳纳米管(CNTs)与其中夹杂的其它形态碳氧化后生成的二氧化碳气体谱图的测量,达到对CNTs纯度进行定量分析的目的.在氧化升温速度为10℃/min,氧气流量30mL/min～35mL/min的实验条件下,测定用催化裂解法制备的多壁碳纳米管(MWNTs)和单壁碳纳米管(SWNTs)的纯度(纯化后纯度)分别为98.81%和79.47%.
【总页数】5页(P534-538)
【作者】周固民;冯永成;赵社涛;瞿美臻;于作龙
【作者单位】中国科学院成都有机化学研究所,四川,成都,610041;中国科学院成都有机化学研究所,四川,成都,610041;中国科学院成都有机化学研究所,四川,成
都,610041;中国科学院成都有机化学研究所,四川,成都,610041;中国科学院成都有机化学研究所,四川,成都,610041
【正文语种】中文
【中图分类】O657
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电催化糠醛加氢反应中钯纳米晶的晶面效应
电催化糠醛加氢反应中钯纳米晶的晶面效应张文彪;石杨豪;杨洋;谭静雯;高庆生【期刊名称】《催化学报(英文)》【年(卷),期】2022(43)12【摘要】电催化加氢反应能够在常温常压条件下,以可再生电能为驱动力、水为氢源,将生物质原料升级为高附加值化学品,避免了热催化中高温高压的反应条件,是近年来催化领域的研究热点.然而,如何深入理解电极多相界面上的催化机理仍存在诸多挑战.为了更好地理解电催化加氢和催化剂表面结构之间的构效关系,本文以三种钯基纳米晶为模型催化剂,系统研究了其在糠醛(FAL)电催化加氢反应中的晶面效应.三种Pd纳米晶体模型催化剂,即立方体(cubes)、菱形十二面体(RDs)和八面体(Octs),分别暴露了{100},{110}和{111}等特征晶面,特征晶面上确定的原子排列和电子结构为研究电催化加氢中的晶面效应,关联反应动力学与表面吸附态提供了便利.同时,为了确保电催化加氢活性与晶面真实结构之间可靠的关联性,首先使用电化学CO置换法去除了Pd纳米晶上残余的表面活性剂(卤素离子等),并通过循环伏安法的氧化还原峰证实特征活性晶面得以充分暴露.以生成产物糠醇的比活性为评价依据,Pd纳米晶在FAL电加氢中的活性遵循Octs>cubes>RDs的顺序,即晶面活性顺序为{111}>{100}>{110}.实验和理论动力学分析表明,在Pd表面电加氢反应符合基于竞争吸附模型的Langmuir-Hinshelwood加氢机制,其动力学特征与加氢反应速率和^(*)FAL与^(*)H结合能之间的差值(BEFAL-BEH)正相关.与Pd(100)和Pd(110)相比,Pd(111)得益于相对较强的吸附^(*)H能力和较弱的吸附^(*)FAL能力,表现了更高的晶面活性和糠醇得率,因为这两种吸附物在Pd(111)共存,有利于加氢反应的表面反应步骤,提高了加氢活性.从热力学角度分析,^(*)H在Pd(111)上更容易进攻FAL中的羰基,反应生成糠醇分子,而不是形成H2脱附,这同样有利于提高电催化加氢效率.可见,^(*)H和^(*)FAL的表面吸附态是电催化加氢反应的关键因素,它们之间的竞争关系决定了加氢或析氢反应途径.本文基于实验和理论分析,从动力学和热力学角度,对电催化加氢反应的催化剂晶面效应提出了清晰认识.相关结论加深了对电催化合成基础理论的理解,并为相关电催化剂的开发提供新思路.【总页数】10页(P3116-3125)【作者】张文彪;石杨豪;杨洋;谭静雯;高庆生【作者单位】暨南大学化学与材料科学学院;华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】O64【相关文献】1.钯-高分子载体催化剂对糠醛加氢液相反应的研究2.高分子/SiO2双负载纳米钯催化加氢反应特性——I.双负载纳米钯的制备与表征3.表面应力效应调控钯纳米晶二氧化碳电催化还原性能4.快淬Al70Pd17Fe13准晶脱合金化制备纳米多孔钯及其电催化活性5.高指数晶面和梯度组成的PtCu3@Pt3Cu@Pt纳米枝晶氧还原电催化剂性能因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
原位合成法制备TiO2负载酞菁钴催化剂用于CO2光催化还原反应
原位合成法制备TiO2负载酞菁钴催化剂用于CO2光催化还原反应范济民;赵志换;王志忠【期刊名称】《影像科学与光化学》【年(卷),期】2009(027)004【摘要】以钛酸正丁酯为原料采用原位化学合成的新方法,以二价钴离子为模板剂在TiO2凝胶基质合成的同时,通过邻苯二腈的四聚反应将酞菁钴(CoPc)在TiO2表面原位合成,得到均匀掺杂的CoPc/TiO2光催化剂.用紫外-可见漫反射光谱、傅立叶变换-红外光谱等证实了CoPc的成功负载,并将其用于可见光下、水溶液中CO2的还原反应,通过比较还原反应的效率,确定此光催化剂的最佳制备条件为:CoPc在TiO2表面的摩尔负载量为3%,焙烧温度为200℃,溶胶搅拌时间为20 h,钛酸丁酯与邻苯二腈及钴离子同时加入溶胶体系中.采用此法制备的催化剂中CoPc酞菁环上的电子密度增加,有利于作为敏化剂的激发态CoPc向半导体TiO2的导带注入电子,而且CoPc被均匀分散于TiO2凝胶基质中,其上的"笼效应"有效避免了CoPc的迁移,使其二聚及多聚倾向大大减弱.此光催化剂用于CO2光还原,在可见光照射下,水溶液中即可光还原CO2为甲醇、甲醛、甲酸等产物,在光照反应10 h后总产量最高可达2903.83 μmol/ g-catal.【总页数】10页(P263-272)【作者】范济民;赵志换;王志忠【作者单位】太原理工大学化学化上学院,山西太原030024;太原理工大学化学化上学院,山西太原030024;太原理工大学化学化上学院,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】O64【相关文献】1.TiO2负载型催化剂及光催化还原CO2反应的表面光电压谱研究 [J], 徐用军;谢腾峰;王德军;王瑛;李铁津2.MgO/C负载磺化酞菁钴催化剂制备条件对其硫醇氧化性能的影响 [J], 盛况;刘辉;梅华3.原位合成CoPc/TiO2 光催化剂及其光催化还原CO2的研究 [J], 谢明明;赵志换;王志忠4.负载金属助催化剂MgAl-LDO/TiO2的光催化还原CO2性能 [J], 苏彩红; 荣佳悦; 吕嘉奇; 刘玲; 常志显; 种瑞峰5.NiO/MgO/Al_2O_3固体碱负载磺化酞菁钴催化剂的制备及表征 [J], 梅华;胡敏;马洪霞;姚虎卿因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Ti-MWW催化氧化脱除轻油中苯并噻吩和二苯并噻吩
Ti-MWW催化氧化脱除轻油中苯并噻吩和二苯并噻吩程时富;刘月明;高金宝;汪玲玲;刘秀丽;高国华;吴鹏;何鸣元【期刊名称】《催化学报》【年(卷),期】2006(27)7【摘要】以Ti-MWW为催化剂,研究了轻油中的有机硫模型化合物苯并噻吩和二苯并噻吩的氧化脱除.结果表明,在343 K和乙腈为溶剂的条件下,苯并噻吩的转化率可达100%, 二苯并噻吩的转化率可达95%以上.溶剂对苯并噻吩的氧化有很大影响,在相同的反应条件下,三种溶剂中苯并噻吩的转化率为乙腈＞甲醇＞水.讨论了Ti-MWW催化氧化苯并噻吩的反应历程和溶剂效应.【总页数】3页(P547-549)【作者】程时富;刘月明;高金宝;汪玲玲;刘秀丽;高国华;吴鹏;何鸣元【作者单位】华东师范大学化学系上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室,上海,200062;华东师范大学化学系上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室,上海,200062;华东师范大学化学系上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室,上海,200062;华东师范大学化学系上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室,上海,200062;华东师范大学化学系上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室,上海,200062;华东师范大学化学系上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室,上海,200062;华东师范大学化学系上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室,上海,200062;华东师范大学化学系上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室,上海,200062【正文语种】中文【中图分类】O643【相关文献】1.负载金属离子ZSM -5分子筛膜脱除苯并噻吩-二苯并噻吩的性能 [J], 薛宁;刘晴;居沈贵2.F127-MoO3/Al2O3的制备及其催化氧化脱除二苯并噻吩的研究 [J], 金伟;田永胜;曾丹林;王光辉3.聚乙二醇对HPMo/SiO2结构及其催化氧化脱除二苯并噻吩性能的影响 [J], 田永胜;王光辉;赵磊;曾丹林4.活性炭的表面处理对二苯并噻吩催化氧化脱除的影响 [J], 余国贤;陈辉;陆善祥;朱中南5.WO_x-SBA-15催化氧化脱除汽油中噻吩及4,6-二甲基二苯并噻吩 [J], 邓邯郸;黎先财;郭辉瑞;杨沂凤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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文章编号:025329837(2007)0120080205研究论文:80～84收稿日期:2006207222. 第一作者:胡风平,女,1978年生,博士研究生.联系人:沈培康.Tel :020*********;E 2mail :stsspk @.基金来源:国家自然科学基金(20476108);广东省重大科技基金(2005A11004001);广州市科技攻关引导项目(2006Z32C7031);广州市白云区科技局科技成果推广项目(20042ST 28,20052ST 23).乙醇在碳修饰的二氧化钛纳米管负载的钯电催化剂上的催化氧化胡风平, 沈培康(中山大学物理科学与工程技术学院,光电材料与技术国家重点实验室,广东广州510275)摘要:通过有机物分解碳化处理TiO 2纳米管制得了TiO 2C ,并以其为载体制备了Pd/TiO 2C 电催化剂,考察了该催化剂对碱性介质中乙醇电催化氧化的活性.结果表明,碳化导电处理的TiO 2C 纳米管载体能有效改善催化剂中贵金属的分散度和电极结构,从而提高催化剂的电催化活性.对催化剂活性组分的优化实验表明,Pd/TiO 2C 质量比为1/1时催化剂的活性最高.在1mol/L KOH 溶液中Pd 载量均为013mg/cm 2的条件下,Pd/TiO 2C 催化剂对乙醇氧化的催化活性是Pd/C 催化剂的318倍.关键词:二氧化钛;纳米管;钯;电催化剂;乙醇;氧化;燃料电池中图分类号:O643 文献标识码:AEthanol Oxidation over C arbonized TiO 2N anotube 2Supported Pd E lectrocatalystHU Fengping ,S HEN Peikang3(School of Physics and Engineering ,S tate Key L aboratory of Optoelect ronic M aterials and Technologies ,S un Yat 2Sen U niversity ,Guangz hou 510275,Guangdong ,China )Abstract :TiO 2nanotubes were carbonized by decomposition of poly (ethylene glycol )to achieve good electrical conductivity and subsequently used as the support for the preparation of the Pd/TiO 2C electrocatalyst.The oxi 2dation of alcohols in alkaline media over the Pd/TiO 2C catalyst was investigated.The results show that the dis 2persion of the metal electrocatalyst and the structure of the electrode can be improved using carbonized TiO 2nan 2otubes as the support ,and hence the catalyst activity is increased.The Pd/TiO 2C electrocatalyst with a Pd/TiO 2C mass ratio of 1/1gives the best catalytic performance for alcohol oxidation.The catalytic activity of the Pd/TiO 2C electrocatalyst with a Pd loading of 013mg/cm 2is 218times higher than that of the Pd/C electrocat 2alyst with the same loading in alkaline media.K ey w ords :titanium dioxide ;nanotube ;palladium ;electrocatalyst ;ethanol ;oxidation ;fuel cell TiO 2的禁带宽度适中,氧化能力强,催化活性高,无毒且稳定性好,因而被广泛用于光催化、气体净化、灭菌消毒和有机污染物治理等领域[1～3].其中,纳米TiO 2用作催化剂的载体在化学催化、光催化和气体传感器等方面显示出优良的性能[4～6].此外,通过纳米TiO 2掺杂可极大地提高Pt ,Ag ,Ir ,Au ,Ru ,Pd 和Rh 等贵金属催化剂的催化活性[7].但是,目前有关纳米TiO 2负载的贵金属催化剂用于醇的电化学催化氧化的研究尚未见文献报道.这是因为TiO 2的导电性不能满足电催化剂的要求.为了改善该类催化剂的导电性,可用有机物分解的方法在TiO 2纳米管表面进行碳修饰处理,然后沉积贵金属催化剂. 据文献报道,Pd 在酸性溶液中对醇类氧化没第28卷第1期催 化 学 报2007年1月Vol.28No.1Chi nese Journal of CatalysisJanuary 2007有催化活性,但在碱性溶液中对乙醇有比较高的催化活性[8],Pd基催化剂催化乙醇氧化的性能甚至超过了Pt基催化剂.乙醇是最简单的链醇分子[9,10],它来源广泛,毒性较小,是可再生的环保型燃料.在目前广泛研究的直接醇类燃料电池中,醇在膜(如Nafion膜)中的渗透非常严重,但乙醇的渗透率比甲醇低得多,对阴极的毒化作用也比甲醇小[11].因此,直接乙醇燃料电池成为当前的研究热点[12～14].本文通过有机物分解碳化处理TiO2纳米管制得了TiO2C,并以其为载体制备了新型Pd/ TiO2C电催化剂,考察了该催化剂对碱性介质中乙醇电催化氧化的活性.1 实验部分1.1 TiO2纳米管的制备和碳修饰 取1g市售的TiO2纳米粉体和36ml的10 mol/L KOH(分析纯)溶液置于40ml反应釜中,于180℃处理24h,过滤,洗涤,得到TiO2纳米管[15,16].取5010mg TiO2纳米管和9417mg聚乙二醇600(广东省汕头市西陇化工厂产品,分析纯)置于石英管中,在Ar气流(100ml/min)中600℃下处理30min,得到碳修饰的TiO2纳米管(TiO2/C 摩尔比=1/1),记为TiO2C.1.2 Pd/TiO2C催化剂及电极的制备 取417ml的011mol/L PdCl2(广东省汕头市西陇化工厂产品,分析纯)溶液和5010mg TiO2C置于小烧杯中超声分散均匀,加入适量的硼氢化钠(国药集团化学试剂有限公司,分析纯)进行还原.过滤,用二次蒸馏水洗涤沉淀至中性,得到Pd/TiO2C催化剂,干燥备用.取415mg Pd/C(制备方法见文献[14])或Pd/TiO2C粉末置于510ml异丙醇(天津市大茂化学试剂厂产品)溶液(异丙醇/水体积比=1/ 3)和110ml015%Nafion(杜邦公司,分析纯)混合溶液中超声分散均匀,取012ml上述溶液滴于一根截面积为015cm2,长度为6cm的石墨棒上,80℃下处理30min.催化剂上Pd的负载量均为013 mg/cm2.1.3 电化学测试 所有电化学测试均在德国Zahner2Electrik公司的IM6e电化学工作站上于30℃下进行.采用三电极体系,以自制的石墨棒为工作电极,铂片(310 cm2)作为对电极,自制的Hg/HgO电极(电解液为110mol/L KOH)作为参比电极.2 结果与讨论2.1 电化学交流阻抗结果 图1给出了不同电极在乙醇溶液中的交流阻抗谱.可以看出,碳化处理后的TiO2C的导电性明显好于未处理的TiO2.这是由于TiO2是半导体材料,导电性较差,经碳化处理后TiO2的表层均匀地覆盖了一层碳膜,而碳的导电性能明显好于TiO2,因此TiO2C的导电性增大.以TiO2C作为载体制备的Pd/TiO2C电极的电阻也明显小于Pd/C电极.这是由于TiO2C仍然保持了TiO2纳米管的形貌特征,便于电解质溶液的存储和传输,同时贵金属高度分散在其表面.上述结果表明TiO2C可完全满足电催化剂对载体导电性的要求.图1 不同电极在110mol/L K OH+110mol/L EtOH溶液中的交流阻抗谱Fig1 Alternating current impedance spectra of different electrodes in110mol/L KOH+110mol/L EtOH solution(1)TiO2,(2)TiO2C,(3)Pd/C,(4)Pd/TiO2C2.2 循环伏安测试结果 图2给出了不同电极在乙醇和空白溶液中的循环伏安曲线.从空白溶液中的循环伏安曲线可以看出,Pd/C,Pd/TiO2和Pd/TiO2C电极的电化学活性面积分别是11913,31588和713624mC/cm2. Pd/TiO2C的电化学活性面积最大,分别是Pd/C和Pd/TiO2的318和2倍.也就是说Pd/TiO2C对乙18第1期胡风平等:乙醇在碳修饰的二氧化钛纳米管负载的钯电催化剂上的催化氧化图2 不同电极在110mol/L K OH+110mol/L EtOH溶液中的循环伏安曲线Fig2 Cyclic voltammetry curves of ethanol oxidation over different electrodes in110mol/L KOH+110mol/L EtOH solution(a)and blank solution(b)(Reaction conditions:temperature of303K,scan rate of50mV/s.I p Peak current density.)醇氧化的催化活性分别是Pd/C和Pd/TiO2的318和2倍.在乙醇的催化氧化反应过程中,Pd/C电极的起峰电位在-0149V,峰电位在01074V,峰电流密度为2514mA/cm2;Pd/TiO2电极的起峰电位在-0141V,峰电位在-01061V,峰电流密度为1011mA/cm2;Pd/TiO2C电极的起峰电位在-0162V,峰电位在-01191V,峰电流密度为7612mA/cm2,起峰电位和峰电位比在Pd/C电极上负移了0113和01117V,比在Pd/TiO2电极上负移了0121和0113V.这对电催化剂是很有意义的,因为在燃料电池的实际使用中,011V的电位负移将会使电池的输出电压提高10%～30%. Pd/TiO2C电极的催化活性最高是由于TiO2C 载体保持了TiO2纳米管的大比表面积和互相交错的网状结构,从而能提供更多的活性点及存储电解液的空间,这对于提高三相界面及电极表面的传质速度是非常有利的.并且,经过碳化处理的TiO2C 导电率增大,避免了因传荷不畅而引起的催化性能降低.因此,Pd/TiO2C呈现出极高的催化活性. Pd/C电极催化乙醇氧化的活性较差可能是由于电极结构致密,引起传质不畅的缘故.Pd/TiO2电极则是因为未经碳修饰的TiO2纳米管的导电性太差,且金属分散得很不均匀造成传荷受阻,所以其催化乙醇氧化的活性更低. 众所周知,贵金属电极的电导率和催化活性随着其负载量的增加而增大,但达到最大值后,过量的贵金属会堆积在载体表面形成一层致密的催化层,反而使得电极的催化活性迅速下降.因此我们对Pd/TiO2C催化剂的活性组分进行了优化,表1列出了不同Pd与TiO2C质量比的Pd/TiO2C电极在催化乙醇氧化时的峰电流密度和峰电位值.Pd/ TiO2C质量比为1/1时,Pd/TiO2C催化剂催化乙醇氧化的活性最高.因此,在以后的测试中均使用Pd/TiO2C质量比为1/1的Pd/TiO2C催化剂.表1 不同Pd与TiO2C质量比的Pd/TiO2C电极催化乙醇氧化的峰电流密度和峰电位Table1 Peak current density and peak potentials(E p)of ethanol oxidation over Pd/TiO2C electrodes with different Pd/TiO2C mass ratios in110mol/L KOH+110mol/LEtOH solutionPd/TiO2C mass ratio I p/(mA/cm2)E p/V1/246.6-0.1581/1.552.8-0.1601/176.2-0.1911/0.7557.7-0.1791/0.539.1-0.158 Reaction temperature:303K. 图3给出了甲醇、乙醇、乙二醇和甘油在Pd/ TiO2C电极上的线性扫描曲线.可以看出,乙醇在Pd/TiO2C电极上的氧化峰电流密度虽然不是最高的,但其起峰电位和峰电位都比其它醇低,而且其峰电流密度仅次于乙二醇,在电池放电时常用的阳极电位(-013或-014V)下的电流密度始终大于其它醇.这说明Pd/TiO2C催化剂在直接乙醇燃料电池中具有潜在的应用价值. 不同电极在-014和-013V下催化氧化四种醇的电流密度列于表2.在-014和-013V下, Pd/TiO2C电极的电流密度始终高于Pd/C电极,且其催化乙醇氧化的电流密度始终高于其它醇.结合图3可知,不同醇在Pd/TiO2C电极上催化氧化的活性顺序为乙醇>乙二醇>甲醇>甘油.28催 化 学 报第28卷图3 Pd/TiO2C电极在不同醇中的线性扫描曲线Fig3 Linear sweep curves of alcohol oxidation over Pd/TiO2C in110mol/L KOH+110mol/L alcohol solution (Reaction conditions:temperature of303K,scan rate of50mV/s.) 为了考察电极的传质性能,我们通过改变电位扫描速度来积分氧化峰的电量.如果传质速度慢,在快速扫描速度下,电极会受到浓差极化的影响,影响越大,积分电量越小.表3列出了Pd/C和Pd/ TiO2C电极催化乙醇氧化的积分电量归一化结果.假定在2mV/s的扫描速度下积分的电量为100%, Pd/C电极在扫描速度从2增大到5mV/s时积分电量仅为5619%;继续增大扫描速度,积分电量迅速下降;在扫描速度为20mV/s时,积分电量仅为2012%.Pd/TiO2C电极在扫描速度从2增大到5 mV/s时,积分电量仅损失014%;继续增加扫描速度,积分电量也下降,但在扫描速度为20mV/s时,积分电量仍达5517%.这说明Pd/TiO2C电极的传质速度快,主要是因为TiO2C载体可以保持TiO2纳米管原有的网状交错结构,使得电解液传输通畅,大大减弱了传质引起的浓差极化.表2 不同醇在Pd/C和Pd/TiO2C电极上的电流密度比较Table2 Comparison of the current density(mA/cm2)for oxidation of different alcohols over Pd/C and Pd/TiO2C at-014and-013VElectrodeMethanol-0.4V-0.3VEthanol-0.4V-0.3VG lycerol-0.4V-0.3VEthylene glycol-0.4V-0.3VPd/C0.9 2.4 2.58.40.60.9 1.1 2.8 Pd/TiO2C 1.58.714.539.0 1.0 6.7 2.917.9表3 不同扫描速度下Pd/C和Pd/TiO2C电极催化乙醇氧化的积分电量归一化结果Table3 Normalized integration charges during ethanol oxidation overPd/C and Pd/TiO2C electrodes at different scan ratesScan rate (mV/s)Measured Q/Maximum Q(%) Pd/C Pd/TiO2C 2100.0100.0556.999.61034.077.62020.255.750 6.537.4100 5.019.7200 3.510.4500 2.1 5.9Reaction conditions:solution of110mol/L KOH+110mol/L EtOH,temperature of303K.Q Electric quantity. 图4是Pd/C和Pd/TiO2C电极催化乙醇氧化的峰电流密度与扫描速度平方根的关系图.可以看出,Pd/C电极催化乙醇氧化的峰电流密度与扫描速度平方根呈线性关系,说明乙醇在Pd/C电极上的氧化是扩散控制过程.而Pd/TiO2C电极在扫描速度大于20mV/s时才呈现明显的线性关系,这说明至少在扫描速度小于20mV/s时,Pd/TiO2C电极上的催化过程受到的传质影响不严重,而Pd/C 电极即使在扫描速度为5mV/s时受到的传质影响已经很严重.图4 Pd/C和Pd/TiO2C电极催化乙醇氧化的峰电流密度与扫描速度平方根的关系图Fig4 Relationship between the peak current density and the square root of the scan rate for oxidation of ethanolover Pd/C(1)and Pd/TiO2C(2)electrodes38第1期胡风平等:乙醇在碳修饰的二氧化钛纳米管负载的钯电催化剂上的催化氧化3 结论 TiO2纳米管的导电性较差,不适于用作电催化剂载体,但通过有机物分解的方法碳化处理TiO2可大大提高其导电性.以碳化处理后的TiO2为载体制备的Pd/TiO2C催化剂在碱性介质中对乙醇氧化的催化性能远远好于Pd/C催化剂.这为导电性较差甚至不导电但结构和性能优越的材料作催化剂载体提供了一条可行的途径.参考文献1 范崇政,肖建平,丁延伟.科学通报(Fan Ch Zh,Xiao J P,Ding Y W.Chin Sci B ull),2001,46(4):2652 K ang M.A ppl Catal B,2002,37(3):1873 Fujishima F,Honda K.N ature,1972,238(5358):374 O’Regan B,Graetzel M.N ature,1991,353(6346):737 5 Sugimoto W,Iwata H,Y asunaga Y,Murakami Y,Takasu Y.A ngew Chem,Int Ed,2003,42(34):40926 G arcia T,S olsona B,Taylor S H.Catal L ett,2004,97 (122):997 Zhu H Q,Qin Z F,Shan W J,Shen W J,Wang J G.J Catal,2004,225(2):2678 佘沛亮,姚士冰,周绍民.物理化学学报(She P L,Y aoSh B,Zhou Sh M.Acta Phys2Chim Sin),2000,16(1): 229 孙杰,吴锋,邱新平,王国庆,朱文涛,陈实,陈立泉.电源技术(Sun J,Wu F,Qiu X P,Wang G Q,Zhu W T, Chen Sh,Chen L Q.Chin J Power Sources),2004,28(7):45210 Maggio G,Freni S,Cavallaro S.J Power Sources,1998, 74(1):1711 S ong S Q,Zhou W J,Liang Z X,Cai R,Sun G Q,Xin Q,Stergiopoulos V,Tsiakaras P.A ppl Catal B,2005, 55(1):6512 姜鲁华,臧海霞,孙公权,辛勤.催化学报(Jiang L H, Zang H X,Sun G Q,Xin Q.Chin J Catal),2006,27(1):1513 赵新生,姜鲁华,孙公权,杨少华,衣宝廉,辛勤.催化学报(Zhao X Sh,Jiang L H,Sun G Q,Y ang Sh H, Y i B L,Xin Q.Chin J Catal),2004,25(12):98314 Shen P K,Xu C W.Elect rochem Com m un,2006,8: 18415 K asuga T,Hiramatsu M,Hoson A,Sekino T,Niihara K.L angm uir,1998,14(12):316016 Seo D S,Lee J K,K im H.J Cryst Grow th,2001,229(1):428(Ed YHM)48催 化 学 报第28卷。