Question

2．某樣品為銅和氧化銅的混合物，為測定該樣品中氧化銅的含量，取20克樣品，分4次向其中加入稀硫酸與之充分反應(yīng)．每次所用稀硫酸的質(zhì)量與反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量見表：

序號	加入稀硫酸的質(zhì)量/g	剩余固體的質(zhì)量/g
1	100	16
2	100	12
3	100	8
4	100	8

求：（1）樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（2）所用稀硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 根據(jù)金屬的活動性可知，氧化銅和銅的混合物中銅不能與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)，而氧化銅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅溶液和水，因此隨稀硫酸的加入固體質(zhì)量減少的量為氧化銅的質(zhì)量；
待固體物質(zhì)反應(yīng)完全后，所剩余固體的質(zhì)量即為混合物中不參加反應(yīng)的銅的質(zhì)量；
根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)，第4次加入稀硫酸后剩余固體的質(zhì)量不再變化，說明第4次所加入的稀硫酸并沒和固體物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，即固體中氧化銅已完全反應(yīng)，所剩余固體全部為銅；
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由參加反應(yīng)的氧化銅的質(zhì)量計算所加稀硫酸完全反應(yīng)時硫酸的質(zhì)量，利用此時稀硫酸中硫酸質(zhì)量與溶液質(zhì)量比求得所加稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）隨著稀硫酸量的增加，混合物中氧化銅不斷減少，剩余固體物質(zhì)質(zhì)量不斷減小，當(dāng)氧化銅完全反應(yīng)后，剩余固體為銅不能繼續(xù)與硫酸反應(yīng)其質(zhì)量不再改變；由第3次、第3次實驗數(shù)據(jù)可知，此時所剩余固體全部為銅不再與所加入稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，因此固體質(zhì)量不變，固體質(zhì)量仍為8g；
樣品中氧化銅的質(zhì)量=20g-8g=12g；
故樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{12g}{20g}×100%=60%$；
（2）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，前三次實驗中每加入100g稀硫酸，剩余固體質(zhì)量減少4g，說明這三次實驗時所加稀硫酸完全反應(yīng)，每次消耗氧化銅的質(zhì)量為4g；
設(shè)第一次實驗所加稀硫酸中硫酸的質(zhì)量為x．
CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
80    98
4g    x
則$\frac{80}{98}=\frac{4g}{x}$，解之得x=4.9g．
所加稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{4.9g}{100g}$×100%=4.9%
答：所加稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.9%．
故答案為：（1）60%；（2）4.9%．

點評 根據(jù)固體混合物與所加稀硫酸反應(yīng)情況，分析剩余固體質(zhì)量變化的原因，由實驗數(shù)據(jù)中固體質(zhì)量的改變判斷反應(yīng)進行情況；結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式，由參加反應(yīng)氧化銅的質(zhì)量計算參加反應(yīng)硫酸的質(zhì)量，使用稀硫酸完全反應(yīng)時所加稀硫酸質(zhì)量，求得所加稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．