Question

【題目】（12分）納米級Cu2O具有優(yōu)良的催化性能。某興趣小組對它開展了以下系列研究。

I、納米級Cu2O的用途研究

【查閱資料】

①氨氣是一種有刺激性氣味的氣體，在高濃度氧氣中才能燃燒，生成氮氣和水4NH3+3O2═2N2+6H2O。

②在納米級Cu2O的催化下，氨氣與氧氣在一定溫度下還可以同時發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)：4NH3+5O2═4NO+6H2O ，工業(yè)上用NO制備硝酸、氮肥等化工產(chǎn)品。

【實驗1】

用圖1所示的實驗裝置驗證氨氣在氧氣中燃燒時現(xiàn)象如圖。實驗時要將過量的氧氣從進(jìn)氣口 （填“a”或“b”）通入，并在 （填“a”或“b”）管上端點燃 氣。另外，實驗時需“先通入氧氣，后通入氨氣”，其理由是 。

【實驗2】

用圖2所示的實驗裝置研究“在納米級Cu2O催化作用下，氨氣與氧氣的化學(xué)反應(yīng)，并對生成物進(jìn)行成分分析”。根據(jù)所得的氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)，同學(xué)們繪制了曲線圖（見圖3）

發(fā)現(xiàn)在納米級Cu2O的催化作用下，300℃時以生產(chǎn) 為主．若利用后續(xù)處理裝置模擬硝酸的工業(yè)制法，則最好將電熱絲的溫度控制在 ℃左右。

Ⅱ、納米級Cu2O的制備研究

利用某些特殊的細(xì)菌，在一定條件下將某巖石中的不溶性硫化銅（CuS）轉(zhuǎn)化為可溶性硫化銅，進(jìn)而制得納米級Cu2O，其流程如圖4：

（1）在細(xì)菌作用下，巖石中的硫化銅（CuS）與空氣中的氧氣反應(yīng)生成硫酸銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（2）③中觀察到的現(xiàn)象是 。

（3）經(jīng)測定該巖石由硫化銅（CuS）和其它不含銅元素的物質(zhì)組成．現(xiàn)用1000g該巖石制得28.8g純氧化亞銅（Cu2O），該純氧化亞銅（Cu2O）中銅元素的質(zhì)量是 g。若制得氧化亞銅（Cu2O）的過程中，銅元素的總損耗為20%，通過計算確定該巖石中硫化銅（CuS）的質(zhì)量分?jǐn)?shù) （請寫出計算過程）。

Answer 1

【答案】【實驗1】 a b 氨 NH3在空氣中不能點燃，并且NH3逸出會造成污染。

【實驗2】氮氣 900

Ⅱ、（1）CuS+2O2CuSO4

（2）產(chǎn)生藍(lán)色沉淀

（3）25.6 4.8%

【解析】

試題分析：過量的氧氣從進(jìn)氣口ａ端進(jìn)入，因為氨氣具有可燃性，所以Ｂ端被點燃的是氨氣，實驗時需“先通入氧氣，后通入氨氣”，其理由是NH3在空氣中不能點燃，并且NH3逸出會造成污染。從圖三可以看出300℃時以生產(chǎn)氮氣，硝酸的工業(yè)制法，則最好將電熱絲的溫度控制在900，才能產(chǎn)生一氧化氮氣體，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式看③中觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生藍(lán)色沉淀氫氧化銅， 制得氧化亞銅（Cu2O）的過程中，銅元素的總損耗為20%，所以CuS中銅元素質(zhì)量為25.6g/（1-20%)=32 g，因此CuS的質(zhì)量為32 g×96/64=48g，故該巖石中CuS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48 g/1000 g =0.048＝4.8％