Question

20．加熱時，Cu（ClO₄）₂的分解方式有以下兩種：
2Cu（ClO₄）₂═2CuO+7O₂↑+2Cl₂↑     2Cu（ClO₄）₂═CuCl₂+4O₂↑
取一定質量的Cu（ClO₄）₂•6H₂O樣品，加熱至某溫度使其完全分解，得到7.75g固體．在常溫下將生成的氣體通過盛有NaOH溶液的洗氣瓶時體積減少$\frac{1}{5}$．通過計算確定得到固體產物中CuO的質量百分含量（寫出計算過程，結果保留兩位小數）

Answer 1

分析 在常溫下將生成的氣體通過盛有NaOH溶液的洗氣瓶時體積減少$\frac{1}{5}$，說明生成的氣體的成分為氧氣和氯氣，體積減少的部分是氯氣；混合氣體中氯氣占$\frac{1}{5}$，氧氣占$\frac{4}{5}$，設生成氯氣的物質的量為x，則生成的氧氣的物質的量為4x，
2Cu（ClO₄）₂═2CuO+7O₂↑+2Cl₂↑ 
              2    7     2
              x   3.5x   x 
2Cu（ClO₄）₂═CuCl₂+4O₂↑
              1       4
            0.125x  4x-3.5x 
根據得到固體的質量7.75g列式，x×80g/mol+0.125x×135g/mol=7.75g，進而求出CuO的質量，最后即可計算質量分數．

解答 解：設生成氯氣的物質的量為x，則生成的氧氣的物質的量為4x，
2Cu（ClO₄）₂═2CuO+7O₂↑+2Cl₂↑ 
              2    7     2
              x   3.5x   x 
2Cu（ClO₄）₂═CuCl₂+4O₂↑
              1       4
            0.125x  4x-3.5x 
x×80g/mol+0.125x×135g/mol=7.75g，解得x=0.08mol，
固體產物中，m（CuO）=0.08mol×80g/mol=6.4g，
固體產物中CuO的質量分數為$\frac{6.4g}{7.75g}$×100%=82.58%，
答：固體產物中CuO的質量百分含量為82.58%．

點評 本題考查了混合物的計算，為高頻考點，根據題干所給生成氣體的比例，正確設置未知數并表示出CuO和CuCl₂的質量之和等于7.75g最為關鍵，整體難度中等．