Question

20．H₂在加热的条件下可以还原CuO（H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O）．某兴趣小组同学在一份资料中了解到：铜有CuO和Cu₂O（红色）两种常见的氧化物，Cu和Cu₂O均为红色，故他们猜测，在H₂还原CuO所得的红色产物中可能含有Cu₂O．
（1）该小组同学准确称取了8.0g黑色CuO粉末放入大试管中，不断通入足量的H₂，在加热条件下进行还原，如果产物只有Cu，其质量应为6.4g．
（2）该小组在H₂还原CuO时，当发现8.0g黑色CuO粉末全部转变成红色时，停止加热，冷却后称得固体质量为6.8g．此红色固体中氧元素的质量为0.4g，以此推得Cu₂O的质量为3.6g．
（3）将（2）中所得的6.8g固体放入烧杯中，加入48.0g过量稀盐酸（Cu₂O与稀盐酸的反应为：Cu₂O+2HCl═CuCl₂+Cu+H₂O ），充分搅拌，除有红色固体外，还发现溶液变成蓝绿．试计算此蓝色溶液中CuCl₂的质量分数（精确到0.01% ）．

Answer 1

分析 （1）由于不断通入足量氢气，所以氧化铜是完全转化的，进而根据氧化铜的质量求算铜的质量．
（2）由于（1）可知，应该是含有铜元素6.4g，现有质量为6.8g，则对应的是氧元素为6.8g-6.4g=0.4g．根据氧元素求对应的氧化亚铜的质量；
（3）根据氧化亚铜的质量求算生成的氯化铜的质量和铜的质量，进而求算其质量分数．

解答 解：
由于不断通入足量氢气，则氧化铜中的铜元素全部转化为单质，根据元素守恒可得，氧化铜中的铜元素的质量也就等于生成的单质铜的质量=8.0g×$\frac{64}{64+16}$×100%=6.4g
由于全部转化为红色物质，根据信息提示应该是生成了铜或者还有生成的氧化亚铜，而根据铜元素质量不变，则6.8g中铜元素的质量依旧为6.4g，所以氧元素的质量为6.8g-6.4g=0.4g
则氧化亚铜的质量为0.4g÷（$\frac{16}{64×2+16}$×100%）=3.6g
设氧化亚铜完全反应生成的氯化铜的质量为x，生成的铜的质量为y．
Cu₂O+2HCl═CuCl₂+Cu+H₂O
144               135     64
3.6g               x        y
$\frac{144}{3.6g}$=$\frac{135}{x}$=$\frac{64}{y}$
x=3.375g
y=1.6g
则所得蓝色溶液中氯化铜的质量分数为$\frac{3.375g}{3.6g+48.0g-1.6g}$×100%=6.75%
故答案为（1）6.4g；
（2）0.4g；3.6g
（3）6.75%．

点评 根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．