Question

【題目】納米級Cu2O因具有優良的催化性能備受關注．某興趣小組同學在《培養中學生基本科學素養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．
②在納米級Cu2O的催化作用下，氨氣與氧氣在一定溫度下發生以下化學反應：
4NH3+5O2═4NO+6H2O 4NH3+3O2═2N2+6H2O
工業上用NO制備硝酸、氮肥等化工產品．
（1）【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
根據氣體成分分析數據，同學們繪制了曲線圖（見圖3），發現在納米級
Cu2O的催化作用下，300℃時以生產為主．若利用后續處理裝置
模擬硝酸的工業制法，最好將電熱絲的溫度控制在℃左右．
Ⅱ納米級Cu2O的制備研究
利用某些特殊的細菌，在一定條件下將某巖石中的不溶性硫化銅（CuS）轉化為可溶性硫化銅，進而制得納米級Cu2O，其流程如圖4：
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中觀察到的現象是 ．
（3）在加熱條件下，用液態肼（N2H4）還原新制Cu（OH）2生成Cu2O、N2和H2O，反應的化學方程式為 ， Cu2O中銅元素的化合價是 ．
（4）經測定該巖石由硫化銅（CuS）和其他不含銅元素的物質組成．現用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%，通過計算確定該巖石中硫化銅（CuS）的質量分數（請寫出計算過程）．

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燃；氮氣；900；CuS+2O2 CuSO4
（2）產生藍色沉淀
（3）N2H4+4Cu（OH）2 2Cu2O+N2↑+6H2O；+1
（4）19.2；Cu2O中銅元素質量為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中銅元素質量為 =25.6g，因此CuS的質量為 =38.4g，故該巖石中CuS的質量分數為 =3.84%
【解析】解：（1）【實驗1】NH3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】由圖曲線可以看出，在300℃時氮氣比NO產量高，以氮氣為主．若利用后續處理裝置模擬硝酸的工業制法，生成物中應以NO為主，因此最好將電熱絲的溫度控制在900℃左右．反應物是硫化銅（CuS）與空氣中的氧氣，生成物是硫酸銅，反應條件是細菌，化學方程式為CuS+2O2 CuSO4；（2）③中反應是硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉，生成物中有氫氧化銅，因此可觀察到產生藍色沉淀；（3）反應物是液態肼（N2H4）和Cu（OH）2；生成物是Cu2O、N2和H2O，反應的化學方程式為N2H4+4Cu（OH）2 2Cu2O+N2↑+6H2O，Cu2O中氧元素為﹣2價，根據化合物中正負化合價代數和為0可知銅元素化合價為+1價；（4）． 所以答案是：（1）【實驗1】NH3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】氮氣；900； CuS+2O2 CuSO4；（2）產生藍色沉淀；（3）N2H4+4Cu（OH）2 2Cu2O+N2↑+6H2O；+1；（4）19.2；3.84%．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式的相關知識，掌握注意：a、配平 b、條件 c、箭號，以及對根據化學反應方程式的計算的理解，了解各物質間質量比=系數×相對分子質量之比．