Question

现有氧化铜和炭粉的混合物共A mol，将它在隔绝空气条件下加热。反应完全后、冷却，得到残留固体。

（1）写出可能发生反应的化学方程式。

（2）若氧化铜在混合物中的物质的量的比为x(0<x<1)，问x为何值时，残留固体，为何种物质？写出残留固体的物质的量与x值之间的关系，将结果填入下表：

x值　　 残留固体分子式　　物质的量/mol

　　　　　　　　　　　　　　

 

Answer 1

答案：
解析：

此题为区间范围讨论题，反应物中二者物质的量之比不同，决定反应发生的区间，从而决定反应后剩余固体的成分及物质的量。CuO与C反应，有以下过程： 首先发生反应：CuO+C=Cu+CO    ① 若CuO过量，继续反应：CuO+CO=Cu+CO2② 若过量的CuO可把CO全部转变为CO2，则①②式合并，得：CuO+C=Cu+CO2    ③ 　　针对以上反应过程，分区间讨论： （1）当=1，即x=时，二者恰好按①式反应，残余固体是Cu，为Ax或。 （2）当<1，即x<，二者按①式反应，但C有剩余，残余固体是Cu和C，Cu为Ax，C为A(1-x)-Ax=A-2Ax （3）当=2，即x=时，二者恰好按③式反应，残余固体是Cu，为Ax或A。 （4）当>2，即x>时，二者按③式反应，但CuO有剩余，残余固体是Cu和CuO，Cu为Ax，CuO为Ax-2(A-Ax)=3Ax-2A。 （5）当<x<时，二者发①②反应，残余固体是Cu，为Ax。 故答案为： （1）CuO+CCu+CO， 2CuO+C2Cu+CO2 （2） x值                                          残留固体                                                分子式                                     物质的量(mol) x<1/2      Cu C     Ax A(1-2x) x=１/2                                      Cu                                            Ax（或1/2A） 1/2<x<2/3                                 Cu                                            Ax x=2/3                                       Cu                                            Ax（或2/3A） x>2/3      Cu CuO   2A(1-x)  A(3x-2)