Question

現(xiàn)有一份CuO和Cu₂O混合物，用H₂還原法測定其中CuO的質(zhì)量x（克）．實(shí)驗(yàn)中可以測定如下數(shù)據(jù)：W-混合物的質(zhì)量（克），WH₂O-生成H₂O的質(zhì)量（克），WCu-生成Cu的質(zhì)量（克），VH₂-消耗的H₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積（升）（已知摩爾質(zhì)量：Cu-64克/摩爾、CuO-80克/摩爾、Cu₂O-144克/摩爾、H₂O-18克/摩爾）
（1）為了計(jì)算x，至少需要測定上述四個(gè)數(shù)據(jù)中

 

個(gè)，這幾個(gè)數(shù)據(jù)的組合共有

 

 種，請將這些組合一一填入下表空格中．
說明：①選用W、WH₂O、WCu、VH₂表示，不必列出具體計(jì)算式．
②每個(gè)空格中填一種組合，有幾種組合就填幾種，不必填滿．
（2）從上述組合中選寫一個(gè)含W的求x的計(jì)算式x=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算,銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)

專題：壓軸題

分析：（1）本題涉及的是兩個(gè)反應(yīng)  CuO+H₂

△   .

Cu+H₂O，Cu₂O+H₂

△   .

2 Cu+H₂O．如果只有一個(gè)數(shù)據(jù)，顯然無法計(jì)算．如果有兩個(gè)，例如W和W（Cu），根據(jù)反應(yīng)前后化合物和單質(zhì)中的Cu的物質(zhì)的量不變，可解得x．因此上述四個(gè)量中，至少需要測定兩個(gè)．四個(gè)數(shù)據(jù)的兩兩組合，從數(shù)學(xué)上推算，可以有六種組合．但其中W（H₂O）-V（H₂）這兩個(gè)量并不是獨(dú)立變化，所以這些數(shù)據(jù)的組合共有五種．
（2）由題意可由方程①②、①③、①④即可求出含W的x值．

解答： 解：（1）混合物中有CuO和Cu₂O兩種物質(zhì) 已知CuO的質(zhì)量為x，即物質(zhì)的量為

x

80

mol，所以可設(shè)Cu₂O的物質(zhì)的量為y，
用H₂還原時(shí)發(fā)生的反應(yīng)如下：
  CuO+H₂

△   .

Cu+H₂O，

x

80

  

x

80

   

x

80

 

x

80

Cu₂O+H₂

△   .

2 Cu+H₂O
y     y      2y    y  
由題意可知：

x+144y=W                     ① x 80 ×64+2y×64=W(Cu)  ② x 80 ×18+18y=W(H2O)    ③ x 80 ×22.4+22.4y=V(H2)  ④

要求x、y的值，只需聯(lián)立兩個(gè)方程即可，則可以聯(lián)立的方程有：①②、①③、①④、②③、②④（因?yàn)棰邰芊匠搪?lián)立時(shí)無解）即至少需要兩個(gè)數(shù)據(jù)，這樣的組合共有5組．
故答案為：2，5

W、W（Cu）	W、W（H2O）	W、W（H2）	W、W（H2O）
W（Cu）、W（H2）

（2）由題意可由方程①②、①③、①④即可求出含W的x值：
①②：

x+144y=W                    x 80 ×64+2y×64=W(Cu)

解之得：

40W-45W(Cu)

4

；
①③：

x+144y=W                    ①   x 80 ×18+18y=W(H2O)   ③

解之得：

40W(H20)-5W

4

；

①④：

x+144y=W                      ①     x 80 ×22.4+22.4y=V(H2)   ④

解之得：

225V(H2)-35W

28

．
故答案為：

40W-45W(Cu)

4

或

40W(H2O)-5W

4

或

225V(H2)-35W

28

．

點(diǎn)評：本題考查混合物的計(jì)算，題目難度角度，為開放性題目，做題中注意根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量的變化，用守恒的方法列方程組計(jì)算．