题目内容

C和CuO在一定温度下反应,产物有Cu、Cu2O、CO、CO2.若将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Cu的质量为12.8 g
B、反应后的固体混合物中还含有碳
C、反应后的固体混合物总质量为13.6 g
D、反应后的固体混合物中氧化物的物质的量为0.05mol
考点:化学方程式的有关计算
专题:
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.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;
B.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;
C.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;
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)=
5.00g
100g/mol
=0.05mol,n(CO)=
1.12L
22.4L/mol
=0.05mol,
A.假设CuO完全被还原为Cu,根据Cu守恒生成Cu的质量=
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A错误;
B.生成的n(CO2)=n(CaCO3)=
5.00g
100g/mol
=0.05mol,n(CO)=
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B正确;
C.反应后固体总质量=16g+2g-0.05mol×(44g/mol+28g/mol)=14.4g,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=
0.8g
16g/mol
=0.05 mol,故D正确,
故选AC.
点评:本题考查混合物计算,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.
练习册系列答案
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制取甲醇的方法很多,请根据以下材料回答相应问题.
【方法一】利用工业废气中的CO2制取甲醇.
已知a.CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H═-41kJ?mol-1 
b.部分物质的反应能量变化如图Ⅰ:

(1)写出由CO2(g)与H2(g)制取CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式
 
.
【方法二】如图Ⅱ所示,利用原电池原理将CO转化为甲醇.
(2)该电池中正极的电极反应式为
 
.
【方法三】在恒容密闭容器中,用ZnO-Cr2O3作催化剂,于一定温度和压强下,用反应.CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)生产甲醇.
(3)一定温度下,在体积为2L的密闭容器中充入H2和CO合成CH3OH,各组份的物质的量浓度随时间的变化情况如表所示:
                反应时间/min
物质的量浓度/mol?L-1
031012
C(H2)2   
C(CO) 0.5000.2500.250
C(CH3OH)00.5000.7500.750
①0~10min,v(H2)=
 
,该温度下此反应的化学平衡常数为
 
,平衡时容器内的压强与起始压强比为
 
.
②下列说法正确的是
 
(填字母序号)
a.其它条件不变,增大CO的浓度,H2的转化率最大
b.当容器内混合气体密度不再发生变化时,反应达到平衡状态
c.使用催化剂(ZnO-Cr2O3)的目的是为了使vd>v逆
③12min时,若将容器的体积缩小为原来的一半且其它条件不变,16min时反应重新达到平衡,此时c(CH3OH)=1.674mol?L-1,c(H2)=0.652mol?L-1,请在图中用曲线表示12min~18min阶段c(CO)随时间变化的趋势,并在纵轴上标注c(CO)起点及终点的值.
绿矾(FeSO4?7H2O)硫酸法生产一种稀有金属产品过程中产出的副产品,产品外观为淡绿色或淡黄绿色结晶固体.加入适量可调节碱性水中的pH,与水中悬浮物有机结合,并加速沉淀,主要应用于水质净化和工业废水处理,同时具有杀菌作用.
(1)98% 1.84g/cm3的浓硫酸在稀释过程中,密度下降,当稀释至50%时,密度为1.4g/cm3,50%的硫酸物质的量浓度为
 
(保留两位小数),50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合,混合酸的浓度为
 
(填>、<、=)40%.
(2)实际生产用20%发烟硫酸(100克发烟硫酸含SO320克)配制稀硫酸,若用SO3?nH2O表示20%的发烟硫酸,则n=
 
(保留两位小数).
(3)绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁,现取7.32克晶体溶于稀盐酸后,加入足量的BaCl2溶液,过滤得沉淀9.32克;再通入112mL(标准状况)氯气恰好将Fe2+完全氧化,推测晶体的化学式为
 
.
(4)硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O](俗称莫尔盐),较绿矾稳定,在分析化学中常用来配制Fe2+的标准溶液,用此Fe2+的标准溶液可以测定剩余稀硝酸的量.现取8.64克Cu2S和CuS的混合物用200mL 2mol/L稀硝酸溶液处理,发生反应如下:
10NO3-+3Cu2S+16H+=6Cu2++10NO↑+3SO42-+8H2O
8NO3-+3CuS+8H+=3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O
剩余的稀硝酸恰好与V mL 2mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应.
已知:NO3-+3Fe2++4H+=NO↑+3Fe3++2H2O
①V值范围
 
;
②若V=48,试计算混合物中CuS的质量分数
 
(保留两位小数).

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