题目内容

氧化铜和炭粉的混合物3.44g加热后恰好完全反应，将生成的气体通入过量的澄清石灰水中，可得到白色沉淀2.0g，试求原混合物中氧化铜和炭粉各多少g？
分析：根据题意，发生的反应是：2CuO+C
 高温 
.
 
2Cu+CO2↑和 CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O，二者之间可通过二氧化碳相联系，根据反应的方程式可以找出氧化铜、碳和碳酸钙之间的关系，利用关系式法计算较为简便；
解答：解：根据题意，由发生的反应：2CuO+C
 高温 
.
 
2Cu+3CO2↑和 CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O可以得出氧化铜、碳和碳酸钙之间的关系是：2CuO～C～CaCO3．
设原混合物中氧化铜和炭粉的质量分别是x、y
则  2CuO～C～CaCO3
        160      12    100
          x          y        2.0g
160
100
=
x
2.0g
    解得：x=3.2g
12
100
=
y
2.0g
   解得：y=0.24g
答：原混合物中氧化铜和炭粉各是3.2g  0.24g．
点评：本题在计算时，利用关系式法计算比较简便，解题的关键是利用反应的方程式所表示的意义找出反应关系式．
练习册系列答案
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25、某校进行化学实验考查时，教师给了同学们1小包黑色粉末，这种黑色粉末可能是氧化铜、炭粉或者是这两种的混合物，让他们通过实验探究来确定．某同学探究过程如下：
实验中可能出现的现象 结论
① 假设1成立
② 假设2成立
③ 假设3成立
（1）提出假设：假设1：黑色粉末是炭粉；
假设2：
黑色粉末是氧化铜
；
假设3：
黑色粉末是氧化铜和炭粉的混合物
．
（2）设计实验方案：他对实验做了如下设想和分析：
取少量黑色粉末于烧杯中，并加入过量的稀硫酸．则实验中可能出现的现象与对应结论如上表，请你完成上表．
（3）进行实验：通过实验及分析，确定该黑色物质为炭粉和氧化铜的混合物．
（4）拓展：为了进一步探究炭粉和氧化铜的性质，他又利用这种混合物补充做了如下实验：将此黑色粉末隔绝空气加热（若碳完全反应），待冷却到室温后，取剩余固体于烧杯中，再加入过量稀硫酸，反应完全后，静置．请你回答：
①烧杯中
有
（填“有”或“无”）不溶物；
②若静置后溶液呈无色，则该溶液中溶质是
H2SO4
（写化学式）；
③若静置后溶液呈蓝色，该反应的化学方程式为
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O．
．
小明、小强和小红三位同学在一起对碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3，相对分子质量为222]受热完全分解后黑色固体产物的成分进行探究．他们称取5.0g碱式碳酸铜在试管中加热使之完全分解，冷却至室温，称量黑色固体产物质量为3.6g．
他们根据碱式碳酸铜的化学式对黑色固体产物做出了以下猜想：①可能是氧化铜；②可能是炭粉；③可能是氧化铜和炭粉的混合物．他们做出以上猜想的依据是：
 
．
（1）小明设计的实验方案是：向盛有少量该黑色固体的试管中加入足量的稀硫酸，充分振荡，静置后观察现象．
如果猜想①正确，现象应是
 
；
如果猜想③正确，现象应是
 
．
（2）小强进一步思考后，根据碳的化学性质，认为猜想③可以排除．他的理由是：
 
．
（3）小红通过对得到的实验数据进行计算，排除了②．她的理由是：
 
．
（4）科学探究的方法和途径有多种．若证明某黑色粉末确由氧化铜和炭粉组成，你还可用什么方法：
 
．
（2010?宁德）一包黑色粉末可能由氧化铜和炭粉中的一种或两种物质组成，某学校科学小组为确定其成分，进行了以下探究活动：
【查阅资料】硫酸铜溶液呈蓝色
【设计方案】（1）取少量黑色粉末于试管
滴加足量的稀硫酸
加热
观察现象
实验中可能出现的现象与对应结论如下表，请你完成下表中①②相关内容：
现象 结论
溶液呈蓝色，有黑色不溶物． 含CuO、C
溶液颜色无明显变化，有黑色不溶物 只含①
C
C
溶液呈蓝色，②
无黑色不溶物
无黑色不溶物
 只含CuO
（2）通过实验及分析，确定该粉末为氧化铜和炭粉的混合物，为了进一步探究它们的性质，探究小组又利用这种混合物补充做了如图所示实验：
①能证明CuO与C已发生化学反应的实验现象是
澄清石灰水变浑浊（或黑色粉末变成红色）
澄清石灰水变浑浊（或黑色粉末变成红色）
．（答一点即可）试管b中反应的化学方程式为
Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O
Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O
．
②最能说明试管中物质已完全反应的实验现象是
不再有气泡产生
不再有气泡产生
．
（2008?遵义）碱式碳酸铜[化学式Cu2（OH）2CO3，相对分子质量为222]加热完全分解后生成的黑色固体是什么？甲、乙、丙、丁四位同学对此进行探究．请你与他们一起，踏上探究之路．
（1）他们称取了2.5g碱式碳酸铜在试管中加热使之完全分解，冷却至室温后，称量黑色固体产物质量为1.8g．结合碱式碳酸铜的化学式，他们对黑色固体产物做出以下猜想：
a、可能是氧化铜；    b、可能是炭粉；   c、可能是氧化铜和炭粉的混合物．他们做出以上猜想的依据是
化学反应前后元素种类不变且氧化铜和炭粉都是黑色固体
化学反应前后元素种类不变且氧化铜和炭粉都是黑色固体
．
（2）甲同学从资料中得知：碳、氢气、一氧化碳在加热或高温条件下都能夺取一些金属氧化物中的氧，使其变为金属单质．他认为猜想C可以排除，理由是
炭粉与氧化铜在加热或高温的条件下能发生反应
炭粉与氧化铜在加热或高温的条件下能发生反应
．
（3）乙同学通过对得到的实验数据进行计算分析．排出了猜想b，他的理由是
2.5g×
12
222
≈0.14g＜1.8g碱式碳酸铜中碳元素质量小于黑色固体的质量
2.5g×
12
222
≈0.14g＜1.8g碱式碳酸铜中碳元素质量小于黑色固体的质量
．
（4）黑色固体究竟是什么？
丙同学设计的实验方案：向盛有少量该黑色固体的试管中加入足量的稀硫酸，充分振荡后，静置观察．黑色固体消失，溶液变蓝．丁同学设计的实验方案（如右图所示）：在盛有少量该黑色固体的玻璃管中，通入一氧化碳后加热．黑色固体逐渐变成光亮的红色，澄清石灰水变浑浊．他们根据实验现象都得出结论：黑色固体是氧化铜．丙、丁两同学的实验方案，
丙同学
丙同学

（填丙同学或丁同学）较好，谈谈你的看法：
丁同学方案需加热或操作复杂或易污染空气等
丁同学方案需加热或操作复杂或易污染空气等
．（简答一条）
（5）科学探究的方法和途径有多种，只要善于思考，就会有惊喜的发现．根据实验数据进行计算分析，也可以得出结论：黑色固体是氧化铜．理由是
设2.5g碱式碳酸铜能得到氧化铜的质量为x，根据质量守恒
Cu2（OH）2CO3～2CuO
222
2.5g
=
2×80
x
x≈1.8g与生成黑色固体的质量相等，则黑色固体产物为氧化铜．
或2.5g碱式碳酸铜可转化为CuO的质量为：2.5g×
2×64
222
÷
64
80
≈1.8g与生成黑色固体质量相等，则黑色固体产物为氧化铜．
设2.5g碱式碳酸铜能得到氧化铜的质量为x，根据质量守恒
Cu2（OH）2CO3～2CuO
222
2.5g
=
2×80
x
x≈1.8g与生成黑色固体的质量相等，则黑色固体产物为氧化铜．
或2.5g碱式碳酸铜可转化为CuO的质量为：2.5g×
2×64
222
÷
64
80
≈1.8g与生成黑色固体质量相等，则黑色固体产物为氧化铜．
．
（2005?扬州）小霖、小磊、小娴三位同学一起对碱式碳酸铜Cu2（OH）2CO3受热分解后的黑色固体产物的成分进行探究．他们称取5.0g碱式碳酸铜，在试管中加热使之完全分解，冷却至室温，称量黑色固体产物质量为3.6g．
他们对黑色固体产物做出了以下猜想：①可能是氧化铜；②可能是炭粉；③可能是氧化铜和炭粉的混合物．
他们做出以上猜想的依据是
化学变化过程中元素不变，且氧化铜和炭粉都是黑色固体．
化学变化过程中元素不变，且氧化铜和炭粉都是黑色固体．
．
（1）小霖设计的实验方案是：向盛有少量该物质黑色固体的试管中加入足量的稀硫酸，充分振荡．静置后观察现象，如果猜想①正确，现象应是
试管中溶液变蓝色，黑色固体消失
试管中溶液变蓝色，黑色固体消失
．
（2）小磊进一步思考后，根据碳的化学性质，认为猜想③可以排除，他的理由是
炭粉在高温条件下能与氧化铜反应生成铜与二氧化碳
炭粉在高温条件下能与氧化铜反应生成铜与二氧化碳
．
（3）小娴通过对得到的实验数据进行计算．排除了猜想②，她的理由是
5.0gCu2（OH）2CO3含碳元素的质量：
12
222
×5.0g=0.27，因为0.27g＜3.6g，故②错误
5.0gCu2（OH）2CO3含碳元素的质量：
12
222
×5.0g=0.27，因为0.27g＜3.6g，故②错误
．
（4）科学探究的方法和途径有多种，若证明某黑色粉末确有氧化铜和炭粉组成．请设计实验，完成下表：
步      骤 现      象 结论（化学方程式）
取黑色粉末放于试管中加强热，并将生成气体通入澄清石灰水中
取黑色粉末放于试管中加强热，并将生成气体通入澄清石灰水中
粉末由黑色变成红色，石灰水变浑浊
粉末由黑色变成红色，石灰水变浑浊
2CuO+C
 高温 
.
 
2Cu+CO2↑，Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O
2CuO+C
 高温 
.
 
2Cu+CO2↑，Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O

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