Question

【題目】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��?/span>
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．
（1）【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(shí)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：
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(jià)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

【答案】
（1）NH3的燃燒需要高濃度氧氣，先通氧氣可以保證氨氣被點(diǎn)燃；氮?dú)猓?00；CuS+2O2 CuSO4
（2）產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
（3）N2H4+4Cu（OH）2 2Cu2O+N2↑+6H2O；+1
（4）19.2；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%
【解析】解：（1）【實(shí)驗(yàn)1】NH3的燃燒需要高濃度氧氣，先通氧氣可以保證氨氣被點(diǎn)燃．【實(shí)驗(yàn)2】由圖曲線可以看出，在300℃時(shí)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．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+2O2 CuSO4；（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）2 2Cu2O+N2↑+6H2O，Cu2O中氧元素為﹣2價(jià)，根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0可知銅元素化合價(jià)為+1價(jià)；（4）． 所以答案是：（1）【實(shí)驗(yàn)1】NH3的燃燒需要高濃度氧氣，先通氧氣可以保證氨氣被點(diǎn)燃．
【實(shí)驗(yàn)2】氮?dú)猓?00； CuS+2O2 CuSO4；（2）產(chǎn)生藍(lán)色沉淀；（3）N2H4+4Cu（OH）2 2Cu2O+N2↑+6H2O；+1；（4）19.2；3.84%．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式的相關(guān)知識，掌握注意：a、配平 b、條件 c、箭號，以及對根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算的理解，了解各物質(zhì)間質(zhì)量比=系數(shù)×相對分子質(zhì)量之比．