Question

18．纳米级Cu₂O因具有优良的催化性能备受关注．某兴趣小组同学在课题组老师的带领下开展了系列研究．
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．
②在纳米级Cu₂O的催化作用下，氨气与氧气在一定温度下发生以下化学反应：
4NH₃+5O₂=4NO+6H₂O             4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O
工业上用NO制备硝酸、氮肥等化工产品．
【实验1】设计图1的实验装置验证氨气在氧气中燃烧：将过量的氧气与氨气分别从a、b两管进气口通入，并在b管上端点燃氨气．
【实验2】设计如图2实验装置，并对生成物进行成分分析根据气体成分分析数据，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，400℃时以生产N₂为主．若利用后续处理装置模拟硝酸的工业制法，最好将电热丝的温度控制在900℃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CuS+2O₂$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$CuSO₄．该反应中硫、氧元素的化合价发生改变．
（2）经测定该岩石由硫化铜（CuS）和其他不含铜元素的物质组成．现用1000g该岩石制得21.6g纯氧化亚铜（Cu₂O），该纯氧化亚铜（Cu₂O）中铜元素的质量是19.2g．若假设制得氧化亚铜（Cu₂O）的过程中，铜元素没有损耗，通过计算确定该岩石中硫化铜（CuS）的质量分数2.88%．

Answer 1

分析 根据图中提供的信息可以判断相关方面的问题；
根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式；
化合物中元素化合价代数和为零，单质中元素化合价规定为零；
根据物质的质量和化学式及其相对原子质量可以计算组成物质的元素质量．

解答 解：【实验2】
由图3可知，400℃时以生产N₂为主；
若利用后续处理装置模拟硝酸的工业制法，最好将电热丝的温度控制在℃左右，因为该温度下以产生一氧化氮为主．
故填：N₂；900．
（1）在细菌作用下，硫化铜与空气中的氧气反应生成硫酸铜，反应的化学方程式为：CuS+2O₂$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$CuSO₄；
反应中，反应前后铜元素化合价都是+2，反应前硫元素化合价是-2，反应后是+6，反应前氧元素化合价是0，反应后是-2，因此该反应中，硫元素和氧元素的化合价发生改变．
故填：CuS+2O₂$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$CuSO₄；硫、氧．
（2）该纯氧化亚铜（Cu₂O）中铜元素的质量是：21.6g×$\frac{128}{144}$×100%=19.2g，
CuS的质量为：19.2g÷（$\frac{64}{96}$×100%）=28.8g，
该岩石中硫化铜（CuS）的质量分数为：$\frac{28.8g}{1000g}$×100%=2.88%，
故填：2.88%．

点评 本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论．