4.納米級Cu
2O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Cu
2O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4NH
3+3O
2═2N
2+6H
2O.
②在納米級Cu
2O的催化下,氨氣與氧氣在一定溫度下還可以同時發(fā)生以下化學反應:4NH
3+5O
2═4NO+6H
2O,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氣口a(填“a”或“b”)通入,并在b(填“a”或“b”)管上端點燃氨氣.另外,實驗時需“先通入氧氣,后通入氨氣”,其理由是NH
3的燃燒需要高濃度氧氣,先通氧氣可以保證氨氣被點燃.
【實驗2】
用圖2所示的實驗裝置研究“在納米級Cu
2O催化作用下,氨氣與氧氣的化學反應,并對生成物進行成分分析”.根據(jù)所得的氣體成分數(shù)據(jù),同學們繪制了曲線圖(見圖3)
發(fā)現(xiàn)在納米級Cu
2O的催化作用下,300℃時以生產(chǎn)氮氣為主.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900℃左右.
Ⅱ.納米級Cu
2O的制備研究
利用某些特殊的細菌,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,進而制得納米級Cu
2O,其流程如圖:
(1)在細菌作用下,巖石中的硫化銅(CuS)與空氣中的氧氣反應生成硫酸銅,反應的化學方程式為CuS+2O
2$\frac{\underline{\;細菌\;}}{\;}$CuSO
4.
(2)③中觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生藍色沉淀.
(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(Cu
2O),該純氧化亞銅(Cu
2O)中銅元素的質(zhì)量是25.6g.若制得氧化亞銅(Cu
2O)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)量分數(shù)4.8%(請寫出計算過程).