(2014•无锡)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《培养中学生基本科学素养的化学实验教学研究》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.实验组需先通入氧气,后通入氨气,理由是______.
【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,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,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CuS+2O2
CuS+2O2
.
(2)③中观察到的现象是______.
(3)在加热条件下,用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2生成Cu2O、N2和H2O,反应的化学方程式为N2H4+4Cu(OH)2
N2H4+4Cu(OH)2
,Cu2O中铜元素的化合价是______.
(4)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______g.若制得氧化亚铜(Cu2O)的过程中,铜元素的总损耗为25%,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).