Question

已知CuO被C还原的产物可以是Cu，也可以是Cu₂O（红色）．现有CuO和木炭粉组成的混合物4.24g，在高温下充分反应后，剩余固体混合物呈红色（CuO全部被还原），质量为3.36g；若反应后产生的气体能全部被过量的澄清的石灰水吸收，得沉淀2.00g．
试通过计算指出所得固体产物的组成及质量分数．

Answer 1

分析：根据质量守恒的观点可知生成的碳酸钙中碳元素的质量应该等于4.24g混合物中碳的质量，故可计算出氧化铜的质量，进而利用化学式计算出铜元素的质量，用此数据与剩余的固体3.36g进行比较，可知该固体剩余物不可能是铜，所以应该是铜与氧化亚铜的混合物，由于该混合物减去铜的质量等于混合物中氧元素的质量，所以可依据氧的质量以及氧化亚铜的化学式计算出氧化亚铜的质量，据此解答即可．

解答：解：根据元素守恒可知：4.24g混合物中碳的质量=2.00g×碳酸钙中碳的质量分数=2.00g×

12

100

=0.24g，所以该混合物中氧化铜的质量为4.24g-0.24g=4g；
若氧化铜全部被还原成铜，则铜的质量=4g×氧化铜中铜的质量分数=4g×

64

80

=3.20g，故剩余固体混合物3.36g一定是铜与氧化亚铜的混合物；
因为混合物减去铜的质量等于混合物中氧元素的质量，所以3.36g混合物中氧元素的质量=3.36g-3.2g=0.16g，该氧元素等于氧化亚铜中的氧元素；
所以氧化亚铜的质量为：

氧元素的质量

氧化亚铜中氧元素的质量分数

=

0.16g

16 144

=1.44g
则所得固体中氧化亚铜的质量分数为：

1.44g

3.36g

×100%≈42.9%，所以铜的质量分数为1-42.9%=57.1%；
答：所得固体产物是由铜和氧化亚铜组成，其质量分数分别为57.1%和42.9%；

点评：此题是一道较为复杂的化学计算题，解法可能有多种，但利用元素守恒的观点可对问题进行简化处理，估计此题会出现在竞赛的题目之列；