已知CuO被C還原的產物可以是Cu,也可以是Cu2O(紅色).現(xiàn)有CuO和木炭粉組成的混合物4.24g,在高溫下充分反應后,剩余固體混合物呈紅色(CuO全部被還原),質量為3.36g;若反應后產生的氣體能全部被過量的澄清的石灰水吸收,得沉淀2.00g.
試通過計算指出所得固體產物的組成及質量分數(shù).
解:根據(jù)元素守恒可知:4.24g混合物中碳的質量=2.00g×碳酸鈣中碳的質量分數(shù)=2.00g×
=0.24g,所以該混合物中氧化銅的質量為4.24g-0.24g=4g;
若氧化銅全部被還原成銅,則銅的質量=4g×氧化銅中銅的質量分數(shù)=4g×
=3.20g,故剩余固體混合物3.36g一定是銅與氧化亞銅的混合物;
因為混合物減去銅的質量等于混合物中氧元素的質量,所以3.36g混合物中氧元素的質量=3.36g-3.2g=0.16g,該氧元素等于氧化亞銅中的氧元素;
所以氧化亞銅的質量為:
=
=1.44g
則所得固體中氧化亞銅的質量分數(shù)為:
×100%≈42.9%,所以銅的質量分數(shù)為1-42.9%=57.1%;
答:所得固體產物是由銅和氧化亞銅組成,其質量分數(shù)分別為57.1%和42.9%;
分析:根據(jù)質量守恒的觀點可知生成的碳酸鈣中碳元素的質量應該等于4.24g混合物中碳的質量,故可計算出氧化銅的質量,進而利用化學式計算出銅元素的質量,用此數(shù)據(jù)與剩余的固體3.36g進行比較,可知該固體剩余物不可能是銅,所以應該是銅與氧化亞銅的混合物,由于該混合物減去銅的質量等于混合物中氧元素的質量,所以可依據(jù)氧的質量以及氧化亞銅的化學式計算出氧化亞銅的質量,據(jù)此解答即可.
點評:此題是一道較為復雜的化學計算題,解法可能有多種,但利用元素守恒的觀點可對問題進行簡化處理,估計此題會出現(xiàn)在競賽的題目之列;