Question

某样品为Cu和CuO的混合物，为测定样品中CuO的含量，取用20g此样品，分四次向其中加入稀盐酸与之充分反应．相应数据见下表：

第　次	加入稀盐酸的体积/mL	剩余固体的质量/g
1	40	16
2	40	12
3	40	8
4	40	8

求：
（1）20g此样品中Cu的质量；　
（2）样品中CuO的质量分数；　
（3）用氢气充分还原5g此样品可得到固体多少克？

Answer 1

解：（1）通过表中数据分析可知：第一次加入40mL稀盐酸，固体的质量减少了20g-16g=4g；第二次再加入40mL稀盐酸时，固体的质量又减少了16g-12g=4g；第三次再加入40mL稀盐酸时，固体的质量减少了12g-8g=4g；第四次再加入40mL稀盐酸时，剩余固体的质量不再发生变化，说明Cu和CuO的混合物中的氧化铜已经反应完，剩余的固体为铜，其质量为8g．
（2）根据（1）的分析可知，20g此样品中CuO的质量分数为100%=60%．
（3）5g此样品中氧化铜的质量为5g×60%=3g，铜的质量为5g-3g=2g，
设生成铜的质量为x，
H₂+CuOCu+H₂O
80 64
3g x
x=2.4g
用氢气充分还原5g此样品得到的固体的质量2.4g+2g=4.4g．
答：（1）20g此样品中Cu的质量为8g；
（2）样品中CuO的质量分数为60%；
（3）用氢气充分还原5g此样品可得到固体的质量为4.4g．
分析：由于稀硫酸只能和Cu和CuO的混合物中的氧化铜反应，因此每加40mL稀盐酸，固体质量减少质量即为消耗氧化铜的质量，由表中数据分析可知，根据图表数据可知，第1、2、3次反应后固体物质减少的质量都为4g，而第4次加入40mL稀盐酸时固体质量不再减少，说明Cu和CuO的混合物中的氧化铜已全部参与化学反应；据此结合化学方程式的计算进行分析解答即可．
点评：本题难度较大，主要考查学生根据图表数据、化学方程式的计算进行解决问题的能力，利用每次加入稀盐酸前后固体质量差即为反应消耗氧化铜的质量，判断加入稀盐酸的反应情况是正确解答本题的关键．