納米級Cu
2O因具有優(yōu)良的催化性能備受關注.某興趣小組同學在《培養(yǎng)中學生基本科學素養(yǎng)的化學實驗教學研究》課題組老師的帶領下開展了系列研究.
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.
②在納米級Cu
2O的催化作用下,氨氣與氧氣在一定溫度下發(fā)生以下化學反應:
4NH
3+5O
2═4NO+6H
2O 4NH
3+3O
2═2N
2+6H
2O
工業(yè)上用NO制備硝酸、氮肥等化工產(chǎn)品.
【實驗1】
設計圖1的實驗裝置驗證氨氣在氧氣中燃燒:將過量的氧氣與氨氣分別從a、b兩管進氣口通入,并在b管上端點燃氨氣.實驗組需先通入氧氣,后通入氨氣,理由是
.
【實驗2】設計如圖2實驗裝置,并對生成物進行成分分析
根據(jù)氣體成分分析數(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)
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4:
(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
.
(2)③中觀察到的現(xiàn)象是
.
(3)在加熱條件下,用液態(tài)肼(N
2H
4)還原新制Cu(OH)
2生成Cu
2O、N
2和H
2O,反應的化學方程式為
,Cu
2O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(Cu
2O),該純氧化亞銅(Cu
2O)中銅元素的質(zhì)量是
g.若制得氧化亞銅(Cu
2O)的過程中,銅元素的總損耗為25%,通過計算確定該巖石中硫化銅(CuS)的質(zhì)量分數(shù)(請寫出計算過程).