Question

18．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(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．
【實驗1】設(shè)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2】設(shè)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(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，400℃時以生產(chǎn)N₂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900℃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(zhuǎn)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(yīng)生成硫酸銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuS+2O₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$CuSO₄．該反應(yīng)中硫、氧元素的化合價發(fā)生改變．
（2）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19.2g．若假設(shè)制得氧化亞銅（Cu₂O）的過程中，銅元素沒有損耗，通過計算確定該巖石中硫化銅（CuS）的質(zhì)量分數(shù)2.88%．

Answer 1

分析 根據(jù)圖中提供的信息可以判斷相關(guān)方面的問題；
根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件及其質(zhì)量守恒定律可以書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；
化合物中元素化合價代數(shù)和為零，單質(zhì)中元素化合價規(guī)定為零；
根據(jù)物質(zhì)的質(zhì)量和化學(xué)式及其相對原子質(zhì)量可以計算組成物質(zhì)的元素質(zhì)量．

解答 解：【實驗2】
由圖3可知，400℃時以生產(chǎn)N₂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，因為該溫度下以產(chǎn)生一氧化氮為主．
故填：N₂；900．
（1）在細菌作用下，硫化銅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：CuS+2O₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$CuSO₄；
反應(yīng)中，反應(yīng)前后銅元素化合價都是+2，反應(yīng)前硫元素化合價是-2，反應(yīng)后是+6，反應(yīng)前氧元素化合價是0，反應(yīng)后是-2，因此該反應(yīng)中，硫元素和氧元素的化合價發(fā)生改變．
故填：CuS+2O₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$CuSO₄；硫、氧．
（2）該純氧化亞銅（Cu₂O）中銅元素的質(zhì)量是：21.6g×$\frac{128}{144}$×100%=19.2g，
CuS的質(zhì)量為：19.2g÷（$\frac{64}{96}$×100%）=28.8g，
該巖石中硫化銅（CuS）的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{28.8g}{1000g}$×100%=2.88%，
故填：2.88%．

點評 本題主要考查物質(zhì)的性質(zhì)，解答時要根據(jù)各種物質(zhì)的性質(zhì)，結(jié)合各方面條件進行分析、判斷，從而得出正確的結(jié)論．