Question

納米級Cu₂O因具有優(yōu)良的催化性能備受關(guān)注．某興趣小組同學(xué)在《培養(yǎng)中學(xué)生基本科學(xué)素養(yǎng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究》課題組老師的帶領(lǐng)下開展了系列研究．

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?dú)夂退��?/p>

②在納米級Cu₂O的催化作用下，氨氣與氧氣在一定溫度下發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)：

4NH₃+5O₂═4NO+6H₂O         4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O

工業(yè)上用NO制備硝酸、氮肥等化工產(chǎn)品．

【實(shí)驗(yàn)1】

設(shè)計(jì)圖1的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證氨氣在氧氣中燃燒：將過量的氧氣與氨氣分別從a、b兩管進(jìn)氣口通入，并在b管上端點(diǎn)燃氨氣．實(shí)驗(yàn)組需先通入氧氣，后通入氨氣，理由是　　．

【實(shí)驗(yàn)2】設(shè)計(jì)如圖2實(shí)驗(yàn)裝置，并對生成物進(jìn)行成分分析

根據(jù)氣體成分分析數(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，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）在加熱條件下，用液態(tài)肼（N₂H₄）還原新制Cu（OH）₂生成Cu₂O、N₂和H₂O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　，Cu₂O中銅元素的化合價是　　．

（4）經(jīng)測定該巖石由硫化銅（CuS）和其他不含銅元素的物質(zhì)組成．現(xiàn)用1000g該巖石制得21.6g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25%，通過計(jì)算確定該巖石中硫化銅（CuS）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（請寫出計(jì)算過程）．

Answer 1

考點(diǎn)：

物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備；實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量；有關(guān)元素化合價的計(jì)算；書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算．
專題：	物質(zhì)的制備；有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算；科學(xué)探究．
分析：	【實(shí)驗(yàn)1】根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治?/p> 【實(shí)驗(yàn)2】根據(jù)圖象數(shù)據(jù)分析 （1）根據(jù)書寫方程式原則書寫 （2）根據(jù)反應(yīng)物生成物分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象； （3）根據(jù)反應(yīng)物生成物及寫方程式原則書寫 （4）根據(jù)氧化亞銅的化學(xué)式可 求出銅元素的質(zhì)量，根據(jù)元素質(zhì)量守恒可求出CuS中銅元素的質(zhì)量，從而求出CuS的質(zhì)量與質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
解答：	解：【實(shí)驗(yàn)1】由于裝置上端開口，若先通入NH3，NH3在空氣中不能點(diǎn)燃，并且NH3逸出會造成污染． 【實(shí)驗(yàn)2】由圖曲線可以看出，在300℃時氮?dú)獗萅O產(chǎn)量高，以氮?dú)鉃橹鳎�若利用后續(xù)處理裝置 模擬硝酸的工業(yè)制法，生成物中應(yīng)以NO為主，因此最好將電熱絲的溫度控制在900℃左右． （1）反應(yīng)物是硫化銅（CuS）與空氣中的氧氣，生成物是硫酸銅，反應(yīng)條件是細(xì)菌，化學(xué)方程式為CuS+2O2CuSO4 （2）③中反應(yīng)是硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉，生成物中有氫氧化銅，因此可觀察到產(chǎn)生藍(lán)色沉淀； （3）反應(yīng)物是液態(tài)肼（N2H4）和Cu（OH）2；生成物是Cu2O、N2和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2H4+4Cu（OH）22Cu2O+N2↑+6H2O，Cu2O中氧元素為﹣2價，根據(jù)化合物中正負(fù)化合價代數(shù)和為0可知銅元素化合價為+1價； （4）Cu2O中銅元素質(zhì)量為21.6g×=19.2g；制得氧化亞銅（Cu2O）的過程中，銅元素的總損耗為25%，所以CuS中銅元素質(zhì)量為=25.6g，因此CuS的質(zhì)量為=38.4g，故該巖石中CuS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=3.84% 故答案為：【實(shí)驗(yàn)1】NH3在空氣中不能點(diǎn)燃，并且NH3逸出會造成污染． 【實(shí)驗(yàn)2】氮?dú)?nbsp; 900 （1）CuS+2O2CuSO4． （2）產(chǎn)生藍(lán)色沉淀． （3）N2H4+4Cu（OH）22Cu2O+N2↑+6H2O，+1． （4）19.23.84%
點(diǎn)評：	本題是一道實(shí)驗(yàn)信息題，閱讀量較大，但題目設(shè)計(jì)不難，關(guān)鍵是細(xì)心耐心的讀完題意才能較好答題．