Question

【题目】（12分）纳米级Cu2O具有优良的催化性能。某兴趣小组对它开展了以下系列研究。

I、纳米级Cu2O的用途研究

【查阅资料】

①氨气是一种有刺激性气味的气体，在高浓度氧气中才能燃烧，生成氮气和水4NH3+3O2═2N2+6H2O。

②在纳米级Cu2O的催化下，氨气与氧气在一定温度下还可以同时发生以下化学反应：4NH3+5O2═4NO+6H2O ，工业上用NO制备硝酸、氮肥等化工产品。

【实验1】

用图1所示的实验装置验证氨气在氧气中燃烧时现象如图。实验时要将过量的氧气从进气口 （填“a”或“b”）通入，并在 （填“a”或“b”）管上端点燃 气。另外，实验时需“先通入氧气，后通入氨气”，其理由是 。

【实验2】

用图2所示的实验装置研究“在纳米级Cu2O催化作用下，氨气与氧气的化学反应，并对生成物进行成分分析”。根据所得的气体成分数据，同学们绘制了曲线图（见图3）

发现在纳米级Cu2O的催化作用下，300℃时以生产 为主．若利用后续处理装置模拟硝酸的工业制法，则最好将电热丝的温度控制在 ℃左右。

Ⅱ、纳米级Cu2O的制备研究

利用某些特殊的细菌，在一定条件下将某岩石中的不溶性硫化铜（CuS）转化为可溶性硫化铜，进而制得纳米级Cu2O，其流程如图4：

（1）在细菌作用下，岩石中的硫化铜（CuS）与空气中的氧气反应生成硫酸铜，反应的化学方程式为 。

（2）③中观察到的现象是 。

（3）经测定该岩石由硫化铜（CuS）和其它不含铜元素的物质组成．现用1000g该岩石制得28.8g纯氧化亚铜（Cu2O），该纯氧化亚铜（Cu2O）中铜元素的质量是 g。若制得氧化亚铜（Cu2O）的过程中，铜元素的总损耗为20%，通过计算确定该岩石中硫化铜（CuS）的质量分数 （请写出计算过程）。

Answer 1

【答案】【实验1】 a b 氨 NH3在空气中不能点燃，并且NH3逸出会造成污染。

【实验2】氮气 900

Ⅱ、（1）CuS+2O2CuSO4

（2）产生蓝色沉淀

（3）25.6 4.8%

【解析】

试题分析：过量的氧气从进气口ａ端进入，因为氨气具有可燃性，所以Ｂ端被点燃的是氨气，实验时需“先通入氧气，后通入氨气”，其理由是NH3在空气中不能点燃，并且NH3逸出会造成污染。从图三可以看出300℃时以生产氮气，硝酸的工业制法，则最好将电热丝的温度控制在900，才能产生一氧化氮气体，根据反应的化学方程式看③中观察到的现象是产生蓝色沉淀氢氧化铜， 制得氧化亚铜（Cu2O）的过程中，铜元素的总损耗为20%，所以CuS中铜元素质量为25.6g/（1-20%)=32 g，因此CuS的质量为32 g×96/64=48g，故该岩石中CuS的质量分数为48 g/1000 g =0.048＝4.8％