Question

已知在密閉容器中C還原CuO的產(chǎn)物按照二者混合時的質(zhì)量比不同，既可能是Cu₂O（紅色），也可能是Cu，還可能是Cu₂O和Cu的混合物．現(xiàn)有CuO和炭粉組成的混合物4.24g，在高溫下充分反應后，得到紅色固體產(chǎn)物．假設反應后產(chǎn)生的氣體能全部被過量的澄清的石灰水吸收，得到沉淀2g，則理論上所得到紅色固體的質(zhì)量為（ ）
A．2.56g
B．3.36g
C．4g
D．5.76g

Answer 1

【答案】分析：Cu0和木炭粉組成的混合物在高溫下充分反應后，其中的木炭粉全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳；根據(jù)反應后產(chǎn)生的氣體能全都放過量的澄清石灰水吸收生成沉淀碳酸鈣的質(zhì)量可計算二氧化碳的質(zhì)量；根據(jù)反應前后元素質(zhì)量不變，由二氧化碳中含碳元素的質(zhì)量，可計算出混合物中木炭粉的質(zhì)量；
混合物中氧化銅的質(zhì)量可則混合物質(zhì)量與木炭粉質(zhì)量差而求得；若Cu0和木炭粉組成的混合物在高溫下充分反應全部生成Cu，則生成銅的質(zhì)量即氧化銅中銅的質(zhì)量；若Cu0和木炭粉組成的混合物在高溫下充分反應全部生成Cu₂O，則可根據(jù)反應前后銅元素質(zhì)量不變而求出生成Cu₂O的質(zhì)量；
通過比較全部生成Cu時銅的質(zhì)量和全部生成Cu₂O時Cu₂O的質(zhì)量關系，可判斷理論上所得紅色固體的質(zhì)量范圍，在所提供選項中選出在此范圍內(nèi)的質(zhì)量．
解答：解：設生成2.00g沉淀時，參加反應的二氧化碳的質(zhì)量為x
Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
         44    100
         x     2g

x=0.88g
0.88g二氧化碳中碳元素的質(zhì)量即混合粉末中木炭粉的質(zhì)量=0.88g××100%=0.24g；
則混合粉末中氧化銅的質(zhì)量=4.24g-0.24g=4.00g
4.00gCuO全部轉(zhuǎn)化為Cu時，紅色固體的質(zhì)量=4.00g××100%=3.2g，而此時生成的二氧化碳的質(zhì)量假設為x
2CuO+C2Cu+CO₂
            128  44
            3.2g  x

x=1.1g＞0.88g，所以，Cu0和木炭粉組成的混合物4.24g高溫下充分反應后，不可能全部生成銅；
4.00gCuO全部轉(zhuǎn)化為Cu₂O時，紅色固體的質(zhì)量=3.2g÷×100%=3.6g，而此時生成二氧化碳的質(zhì)量假設為y
4CuO+C2Cu₂O+CO₂
            288   44
            3.6g   y

y=0.55g＜0.88g，所以，Cu0和木炭粉組成的混合物4.24g高溫下充分反應后，不可能全部生成Cu₂O；
所以，Cu0和木炭粉組成的混合物4.24g，在高溫下充分反應后，得到紅色固體產(chǎn)物的質(zhì)量大于3.2g而小于3.6g；
故選B
點評：本題主要體現(xiàn)運用假設法和化學方程式進行計算和推斷的能力；利用極值假設，可把復雜的問題通過假設而簡化．