Question

15．我市某冶煉廠購進了100t“銅灰”（主要成分是CuO和不參與反應的雜質），某興趣小組同學在這批銅灰中進行取樣，并稱取樣品5g，進行如圖所示實驗，直到反應完全．冷卻后對玻璃管內的殘留固體進行稱量，其質量為4.2g，此時，石灰水的質量增加了1.76g，對于實驗測得的數據怎樣用于計算，組內同學有不同的意見：（提示：反應為CO+CuO $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO₂，實際反應中石灰水不能完全吸收二氧化碳．）

（1）小許認為要用“4.2g”這個數據，請你用這個數據計算5g銅灰還原后能生成幾克銅？
（2）小黃認為要用“1.76g”這個數據，請你幫小黃計算5g銅灰還原后能生成幾克銅？
（3）試比較小許和小黃誰錯了？為什么？計算100t銅灰最多可冶煉出多少噸純凈的銅？

Answer 1

分析 氧化銅和一氧化碳在高溫條件下反應生成銅和二氧化碳，反應前后的質量差即為氧化銅中銅元素的質量，根據反應的化學方程式和提供的數據可以進行相關方面的計算和判斷．

解答 解（1）設生成銅的質量為x，
反應前后的質量差即為氧化銅中氧元素的質量，
CuO～O～Cu，
         16    64
    5g-4.2g   x
$\frac{16}{5g-4.2g}$=$\frac{64}{x}$，
x=3.2g，
答：5g銅灰還原后生成銅的質量為3.2g．
（2）設生成銅的質量為y，
 CuO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO₂，
                         64    44
                          y    1.76g
$\frac{64}{y}$=$\frac{44}{1.76g}$，
y═2.56g，
答：5g銅灰還原后生成銅的質量為2.56g．   
（3）小黃錯了，這是因為實際反應中石灰水不能完全吸收二氧化碳，會導致計算結果偏小．
設生成銅的質量為z，
由（1）中可知，5g銅灰完全反應能夠生成3.2g銅，
銅灰～Cu，
5g      3.2g
100t     z
$\frac{5g}{100t}$=$\frac{3.2g}{z}$，
z=64t，
答：生成銅的質量為64t．

點評 差量法在計算中的應用很廣泛，解答的關鍵是要分析出物質的質量差與要求的未知數之間的關系，再根據具體的數據求解．