Question

【題目】（12分）納米級Cu2O具有優良的催化性能。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4NH3+3O2═2N2+6H2O。

②在納米級Cu2O的催化下，氨氣與氧氣在一定溫度下還可以同時發生以下化學反應：4NH3+5O2═4NO+6H2O ，工業上用NO制備硝酸、氮肥等化工產品。

【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象如圖。實驗時要將過量的氧氣從進氣口 （填“a”或“b”）通入，并在 （填“a”或“b”）管上端點燃 氣。另外，實驗時需“先通入氧氣，后通入氨氣”，其理由是 。

【實驗2】

用圖2所示的實驗裝置研究“在納米級Cu2O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”。根據所得的氣體成分數據，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，則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：

（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中觀察到的現象是 。

（3）經測定該巖石由硫化銅（CuS）和其它不含銅元素的物質組成．現用1000g該巖石制得28.8g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20%，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】【實驗1】 a b 氨 NH3在空氣中不能點燃，并且NH3逸出會造成污染。

【實驗2】氮氣 900

Ⅱ、（1）CuS+2O2CuSO4

（2）產生藍色沉淀

（3）25.6 4.8%

【解析】

試題分析：過量的氧氣從進氣口ａ端進入，因為氨氣具有可燃性，所以Ｂ端被點燃的是氨氣，實驗時需“先通入氧氣，后通入氨氣”，其理由是NH3在空氣中不能點燃，并且NH3逸出會造成污染。從圖三可以看出300℃時以生產氮氣，硝酸的工業制法，則最好將電熱絲的溫度控制在900，才能產生一氧化氮氣體，根據反應的化學方程式看③中觀察到的現象是產生藍色沉淀氫氧化銅， 制得氧化亞銅（Cu2O）的過程中，銅元素的總損耗為20%，所以CuS中銅元素質量為25.6g/（1-20%)=32 g，因此CuS的質量為32 g×96/64=48g，故該巖石中CuS的質量分數為48 g/1000 g =0.048＝4.8％