Question

18．C和CuO在一定溫度下反應，產物有Cu、Cu₂O、CO、CO₂．若將2.00g C跟16.0g CuO混合，隔絕空氣加熱，將生成的氣體全部通過足量的澄清石灰水，反應一段時間后共收集到1.12L氣體（標況），生成沉淀的質量為5.00g．下列說法錯誤的是（　　）

• A． 反應后的固體混合物中Cu的質量為1 2.8 g
• B． 反應后的固體混合物中還含有碳
• C． 反應后的固體混合物總質量為14.4 g
• D． 反應后的固體混合物中氧化物的物質的量為0.05mol

Answer 1

分析 反應得到混合氣體與通過足量的澄清石灰水，反應一段時間后共收集到1.12L氣體（標準狀況）為CO的體積，生成沉淀的質量為5.00g為碳酸鈣，據此計算CO、二氧化碳的物質的量，反應后的固體混合物含有Cu、Cu₂O，可能含有碳，
A．假設CuO完全被還原為Cu，根據Cu守恒計算生成Cu的質量，由產物中CO₂、CO中的O原子守恒計算氧化銅失去氧的質量，進而計算CuO反應后的總質量，與Cu的質量比較判斷；
B．根據碳原子守恒計算參加反應的C的質量，進而確定碳是否完全反應來解答；
C．反應后固體混合物總質量=原固體混合物總質量-生成CO₂與CO的總質量；
D．Cu₂O、CuO均含有1個氧原子，根據剩余的氧原子質量計算，剩余氧原子質量=CuO反應后的總質量-Cu元素的質量．

解答 解：由題意可知，生成的n（CO₂）=n（CaCO₃）=$\frac{5.00g}{100g/mol}$=0.05mol，n（CO）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，
A．假設CuO完全被還原為Cu，根據Cu守恒生成Cu的質量=$\frac{16g}{80g/mol}$×64g/mol=12.8g，由產物中CO₂、CO中的O原子守恒可知失去氧的質量=（0.05mol×2+0.05mol）×16g/mol=2.4g，故CuO反應后的總質量=16g-2.4g=13.6g，故反應后固體中Cu的質量小于12.8g，故A錯誤；
B．生成的n（CO₂）=n（CaCO₃）=0.05mol，n（CO）=0.05mol，根據C守恒可知，參加反應的C的質量=（0.05mol+0.05mol）×12g/mol=1.2g，故沒有參與反應的碳的質量為：2g-1.2g=0.8g，故B正確；
C．反應后固體總質量為：16g+2g-0.05mol×（44g/mol+28g/mol）=14.4g，故C正確；
D．反應后m（O）=13.6g-12.8g=0.8g，Cu₂O、CuO均含有1個氧原子，根據氧原子守恒可知反應后的固體混合物中氧化物的物質的量=$\frac{0.8g}{16g/mol}$=0.05 mol，故D正確；
故選A．

點評 本題考查混合物反應的計算，題目難度中等，明確發生反應的實質為解答關鍵，試題側重對解題方法技巧與思維能力的考查，注意利用守恒思想進行解答．