Question

現(xiàn)有氧化銅和銅的混合物，對其成分進行分析．取20g此樣品，向其中分五次加入相同  溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的稀硫酸，使之充分反應(yīng)．每次所用稀硫酸的質(zhì)量及剩余固體的質(zhì)量記錄于下表：（反應(yīng)的化學(xué)方程式：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O）

	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
加入稀硫酸的質(zhì)量/g	40	40	40	40	40
充分反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量/g	16	12	8	6	m

試回答下列問題：
（1）上述表格中m的值為

 

；
（2）20g樣品中CuO的質(zhì)量分數(shù)為

 

；
（3）計算所加入稀硫酸中硫酸的質(zhì)量分數(shù)是多少？

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)，第四次加入稀硫酸后剩余固體的質(zhì)量變化小，說明第五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，第五次所加的稀硫酸也不能與固體發(fā)生反應(yīng)，所以，剩余固體物質(zhì)不變；
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)量分數(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；由第三次、第四次實驗數(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；所以，第五次加入稀硫酸，固體質(zhì)量仍為6g；
（2）樣品中氧化銅的質(zhì)量=20g-6g=14g；
CuO的質(zhì)量分數(shù)為=

14g

20g

×100%=70%；
（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，前三次實驗中每加入40g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)設(shè)所用稀硫酸中硫酸的質(zhì)量分數(shù)為x，據(jù)題意得：
CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
80    98
20g-16g  40g?x    

80

20g-16g

=

98

40gx

x=12.25%           
答：所用稀硫酸中硫酸的質(zhì)量分數(shù)為12.25%．
故答案為：
（1）6 
（2）70%
（3）設(shè)設(shè)所用稀硫酸中硫酸的質(zhì)量分數(shù)為x，據(jù)題意得：
CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
80    98
20g-16g  40g?x    

80

20g-16g

=

98

40gx

x=12.25%           
答：所用稀硫酸中硫酸的質(zhì)量分數(shù)為12.25%．

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)量分數(shù)．