Question

某樣品為Cu和CuO的混合物，為測定樣品中CuO的含量，取用20g此樣品，分四次向其中加入稀鹽酸與之充分反應．相應數據見下表：

第 次	加入稀鹽酸的體積/mL	剩余固體的質量/g
1	40	16
2	40	12
3	40	8
4	40	8

求：
（1）20g此樣品中Cu的質量；
（2）樣品中CuO的質量分數；
（3）用氫氣充分還原5g此樣品可得到固體多少克？

Answer 1

【答案】分析：由于稀硫酸只能和Cu和CuO的混合物中的氧化銅反應，因此每加40mL稀鹽酸，固體質量減少質量即為消耗氧化銅的質量，由表中數據分析可知，根據圖表數據可知，第1、2、3次反應后固體物質減少的質量都為4g，而第4次加入40mL稀鹽酸時固體質量不再減少，說明Cu和CuO的混合物中的氧化銅已全部參與化學反應；據此結合化學方程式的計算進行分析解答即可．
解答：解：（1）通過表中數據分析可知：第一次加入40mL稀鹽酸，固體的質量減少了20g-16g=4g；第二次再加入40mL稀鹽酸時，固體的質量又減少了16g-12g=4g；第三次再加入40mL稀鹽酸時，固體的質量減少了12g-8g=4g；第四次再加入40mL稀鹽酸時，剩余固體的質量不再發生變化，說明Cu和CuO的混合物中的氧化銅已經反應完，剩余的固體為銅，其質量為8g．
（2）根據（1）的分析可知，20g此樣品中CuO的質量分數為100%=60%．
（3）5g此樣品中氧化銅的質量為5g×60%=3g，銅的質量為5g-3g=2g，
設生成銅的質量為x，
H₂+CuOCu+H₂O
    80     64
    3g     x
    x=2.4g
用氫氣充分還原5g此樣品得到的固體的質量2.4g+2g=4.4g．
答：（1）20g此樣品中Cu的質量為8g；
（2）樣品中CuO的質量分數為60%；
（3）用氫氣充分還原5g此樣品可得到固體的質量為4.4g．
點評：本題難度較大，主要考查學生根據圖表數據、化學方程式的計算進行解決問題的能力，利用每次加入稀鹽酸前后固體質量差即為反應消耗氧化銅的質量，判斷加入稀鹽酸的反應情況是正確解答本題的關鍵．