通過還原反應,可以測定不活潑的金屬氧化物的實驗式。
以銅的氧化物為例,我們可以通過還原銅的氧化物的實驗,獲得氧化物中銅和氧的質量。實驗步驟大致如下:
某同學利用上圖所示的實驗裝置,測定銅的氧化物的實驗式。在實驗過程中,黑色的銅的氧化物被一氧化碳完全還原後,生成紅色的金屬銅。該同學獲得以下實驗數據。
項目 | 質量 (\(\text{g}\)) | |
---|---|---|
反應前 | 大試管 | \(20.080\) |
大試管 + 銅的氧化物 | \(22.004\) | |
反應後 | 大試管 + 銅 | \(21.612\) |
通過計算,求出銅的氧化物的實驗式。
題解:
首先,根據實驗數據,找出各元素的質量。
氧化物的質量 \(= 22.004 \text{ g}- 20.080 \text{ g} = 1.924 \text{ g}\)
\(\ce{Cu}\) 的質量 \(= 21.612 \text{ g}- 20.080 \text{ g} = 1.532 \text{ g}\)
\(\therefore \; \ce{O}\) 的質量 \(= 1.924 \text{ g}- 1.532 \text{ g} = 0.392 \text{ g}\)
然後,根據各元素的質量,確定實驗式。
\(\ce{Cu}\) | \(:\) | \(\ce{O}\) | 1. 確定化合物中的各種元素。 | |
\(1.532 \text{ g}\) | \(:\) | \(0.392 \text{ g}\) | 2. 找出質量比。 | |
\(\frac{1.532 \text{ g}}{63.5 \text{ g mol}^{-1}}\) | \(:\) | \(\frac{0.392 \text{ g}}{16.0 \text{ g mol}^{-1}}\) | 3. 將質量比換算為摩爾比。 | |
\(0.0241 \text{ mol}\) | \(:\) | \(0.0245 \text{ mol}\) | 4. 將摩爾比化簡成最簡整數比。 | |
\(1\) | \(:\) | \(1\) | ||
\(\therefore\) 銅的氧化物的實驗式是 \(\ce{CuO}\)。 | 5. 根據最簡整數比,寫出實驗式。 |