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19. 化学兴趣小组在如图
所示装置中用CO还原CuO制备Cu。
(1)图装置中，气球的作用是。
(2)图中，实验时利用一氧化碳还原4 g氧化铜，理论上能得到铜的质量是。
(3)为确定反应的最佳温度，兴趣小组利用原位X射线粉末衍射仪来测定不同温度下反应4小时后的固体物质成分，实验结果如图所示。
①300 ℃时，反应的固体生成物中含有Cu和。
②用CO还原CuO制备Cu，最佳反应温度应控制在500 ℃，选择这个温度的理由是。
③取32 g纯净的CuO放在玻璃管中控制温度，最终得到固体只有Cu和$\ce{Cu_{2}O}$（总质量为27.2 g），其中得到Cu的质量是g。
所示装置中用CO还原CuO制备Cu。(1)图装置中，气球的作用是。
(2)图中，实验时利用一氧化碳还原4 g氧化铜，理论上能得到铜的质量是。
(3)为确定反应的最佳温度，兴趣小组利用原位X射线粉末衍射仪来测定不同温度下反应4小时后的固体物质成分，实验结果如图所示。
①300 ℃时，反应的固体生成物中含有Cu和。
②用CO还原CuO制备Cu，最佳反应温度应控制在500 ℃，选择这个温度的理由是。
③取32 g纯净的CuO放在玻璃管中控制温度，最终得到固体只有Cu和$\ce{Cu_{2}O}$（总质量为27.2 g），其中得到Cu的质量是g。
答案
(1) 收集未反应的一氧化碳，防止CO污染空气
(2) $\boldsymbol{3.2\ \mathrm{g}}$
(3) ① $\boldsymbol{\ce{Cu_{2}O}}$(或氧化亚铜)
② 该温度下反应4小时后固体全部为Cu，无其他杂质，且比600℃能耗更低
③ $\boldsymbol{12.8}$
(2) $\boldsymbol{3.2\ \mathrm{g}}$
(3) ① $\boldsymbol{\ce{Cu_{2}O}}$(或氧化亚铜)
② 该温度下反应4小时后固体全部为Cu，无其他杂质，且比600℃能耗更低
③ $\boldsymbol{12.8}$
解析
解：
(1) 收集尾气中的一氧化碳，防止有毒的CO逸出污染空气
(2) 设理论上得到铜的质量为x
$\ce{CO + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + CO_{2}}$
$\ \ \ \ \ \ \ \ 80\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 64$
$\ \ \ \ \ \ \ 4\ \mathrm{g}\ \ \ \ \ \ \ \ x$
$\dfrac{80}{64}=\dfrac{4\ \mathrm{g}}{x}$
解得：$x=3.2\ \mathrm{g}$
(3) ① $\ce{Cu_{2}O}$(或氧化亚铜)
② 500 ℃时，反应4小时后固体产物全部为Cu，无其他杂质，且温度低于600 ℃，能耗更小，更节约能源
③ 32 g纯净CuO中铜元素总质量为$32\ \mathrm{g}×\dfrac{64}{80}=25.6\ \mathrm{g}$，反应后固体中铜元素总质量不变。设得到Cu的质量为y，则$\ce{Cu_{2}O}$的质量为$27.2\ \mathrm{g}-y$：
$y + (27.2\ \mathrm{g}-y)×\dfrac{128}{144}=25.6\ \mathrm{g}$
解得：$y=12.8\ \mathrm{g}$
(1) 收集尾气中的一氧化碳，防止有毒的CO逸出污染空气
(2) 设理论上得到铜的质量为x
$\ce{CO + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + CO_{2}}$
$\ \ \ \ \ \ \ \ 80\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 64$
$\ \ \ \ \ \ \ 4\ \mathrm{g}\ \ \ \ \ \ \ \ x$
$\dfrac{80}{64}=\dfrac{4\ \mathrm{g}}{x}$
解得：$x=3.2\ \mathrm{g}$
(3) ① $\ce{Cu_{2}O}$(或氧化亚铜)
② 500 ℃时，反应4小时后固体产物全部为Cu，无其他杂质，且温度低于600 ℃，能耗更小，更节约能源
③ 32 g纯净CuO中铜元素总质量为$32\ \mathrm{g}×\dfrac{64}{80}=25.6\ \mathrm{g}$，反应后固体中铜元素总质量不变。设得到Cu的质量为y，则$\ce{Cu_{2}O}$的质量为$27.2\ \mathrm{g}-y$：
$y + (27.2\ \mathrm{g}-y)×\dfrac{128}{144}=25.6\ \mathrm{g}$
解得：$y=12.8\ \mathrm{g}$
