Question

10．C和CuO在一定温度下反应，产物有Cu、Cu₂O、CO、CO₂．将2.00g C跟16.0g CuO混合，隔绝空气加热，将生成的气体全部通过足量的澄清石灰水，反应一段时间后共收集到1.12L气体（标准状况），生成沉淀的质量为5.00g．下列说法错误的是（　　）

• A． 反应后的固体混合物中还含有碳
• B． 反应后的固体混合物总质量为14.4 g
• C． 反应后的固体混合物中单质Cu的质量为12.8 g
• D． 反应后的固体混合物中氧化物的物质的量为0.05 mol

Answer 1

分析 反应得到混合气体与通过足量的澄清石灰水，反应一段时间后共收集到1.12L气体（标准状况）为CO的体积，生成沉淀的质量为5.00g为碳酸钙，据此计算CO、二氧化碳的物质的量，反应后的固体混合物含有Cu、Cu₂O，可能含有碳，
A．根据碳原子守恒计算参加反应的C的质量，进而确定碳是否完全反应来解答；
B．反应后固体混合物总质量=原固体混合物总质量-生成CO₂与CO的总质量；
C．假设CuO完全被还原为Cu，根据Cu守恒计算生成Cu的质量，由产物中CO₂、CO中的O原子守恒计算氧化铜失去氧的质量，进而计算CuO反应后的总质量，与Cu的质量比较判断；
D．Cu₂O、CuO均含有1个氧原子，根据剩余的氧原子质量计算，剩余氧原子质量=CuO反应后的总质量-Cu元素的质量．

解答 解：由题意可知，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．生成的n（CO₂）=n（CaCO₃）=$\frac{5.00g}{100g/mol}$=0.05mol，n（CO）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，根据C守恒可知，参加反应的C的质量=（0.05mol+0.05mol）×12g/mol=1.2g，故还有2g-1.2g=0.8g碳未参与反应，故A正确；
B．反应后固体总质量=16g+2g-0.05mol×（44g/mol+28g/mol）=14.4g，故B正确；
C．假设CuO完全被还原为Cu，根据Cu守恒生成Cu的质量=$\frac{16g}{80g/mol}$×64g/mol=12.8g，由产物中CO₂、CO中的O原子守恒可知失去氧的质量=（0.05mol×2+0.05mol）×16g/mol=2.4g，故CuO反应后的总质量=16g-2.4g=13.6g，故反应后固体中Cu的质量小于12.8g，故C错误；
D．反应后m（O）=13.6g-12.8g=0.8g，Cu₂O、CuO均含有1个氧原子，根据氧原子守恒可知反应后的固体混合物中氧化物的物质的量=$\frac{0.8g}{16g/mol}$=0.05 mol，故D正确，
故选C．

点评 本题考查混合物计算，为高频考点，侧重对解题方法技巧与思维能力的考查，注意利用守恒思想进行解答，难度较大．