Question

20．H₂在加熱的條件下可以還原CuO（H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O）．某興趣小組同學(xué)在一份資料中了解到：銅有CuO和Cu₂O（紅色）兩種常見(jiàn)的氧化物，Cu和Cu₂O均為紅色，故他們猜測(cè)，在H₂還原CuO所得的紅色產(chǎn)物中可能含有Cu₂O．
（1）該小組同學(xué)準(zhǔn)確稱(chēng)取了8.0g黑色CuO粉末放入大試管中，不斷通入足量的H₂，在加熱條件下進(jìn)行還原，如果產(chǎn)物只有Cu，其質(zhì)量應(yīng)為6.4g．
（2）該小組在H₂還原CuO時(shí)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)8.0g黑色CuO粉末全部轉(zhuǎn)變成紅色時(shí)，停止加熱，冷卻后稱(chēng)得固體質(zhì)量為6.8g．此紅色固體中氧元素的質(zhì)量為0.4g，以此推得Cu₂O的質(zhì)量為3.6g．
（3）將（2）中所得的6.8g固體放入燒杯中，加入48.0g過(guò)量稀鹽酸（Cu₂O與稀鹽酸的反應(yīng)為：Cu₂O+2HCl═CuCl₂+Cu+H₂O ），充分?jǐn)嚢�，除有紅色固體外，還發(fā)現(xiàn)溶液變成藍(lán)綠．試計(jì)算此藍(lán)色溶液中CuCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（精確到0.01% ）．

Answer 1

分析 （1）由于不斷通入足量氫氣，所以氧化銅是完全轉(zhuǎn)化的，進(jìn)而根據(jù)氧化銅的質(zhì)量求算銅的質(zhì)量．
（2）由于（1）可知，應(yīng)該是含有銅元素6.4g，現(xiàn)有質(zhì)量為6.8g，則對(duì)應(yīng)的是氧元素為6.8g-6.4g=0.4g．根據(jù)氧元素求對(duì)應(yīng)的氧化亞銅的質(zhì)量；
（3）根據(jù)氧化亞銅的質(zhì)量求算生成的氯化銅的質(zhì)量和銅的質(zhì)量，進(jìn)而求算其質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：
由于不斷通入足量氫氣，則氧化銅中的銅元素全部轉(zhuǎn)化為單質(zhì)，根據(jù)元素守恒可得，氧化銅中的銅元素的質(zhì)量也就等于生成的單質(zhì)銅的質(zhì)量=8.0g×$\frac{64}{64+16}$×100%=6.4g
由于全部轉(zhuǎn)化為紅色物質(zhì)，根據(jù)信息提示應(yīng)該是生成了銅或者還有生成的氧化亞銅，而根據(jù)銅元素質(zhì)量不變，則6.8g中銅元素的質(zhì)量依舊為6.4g，所以氧元素的質(zhì)量為6.8g-6.4g=0.4g
則氧化亞銅的質(zhì)量為0.4g÷（$\frac{16}{64×2+16}$×100%）=3.6g
設(shè)氧化亞銅完全反應(yīng)生成的氯化銅的質(zhì)量為x，生成的銅的質(zhì)量為y．
Cu₂O+2HCl═CuCl₂+Cu+H₂O
144               135     64
3.6g               x        y
$\frac{144}{3.6g}$=$\frac{135}{x}$=$\frac{64}{y}$
x=3.375g
y=1.6g
則所得藍(lán)色溶液中氯化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{3.375g}{3.6g+48.0g-1.6g}$×100%=6.75%
故答案為（1）6.4g；
（2）0.4g；3.6g
（3）6.75%．

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)，第一要正確書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式，第二要使用正確的數(shù)據(jù)，第三計(jì)算過(guò)程要完整．