Question

為測(cè)定H₂SO₄和CuSO₄的混合溶液中溶質(zhì)的含量，小強(qiáng)和小國(guó)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)．
【查閱資料】①Cu（OH）₂固體受熱易分解產(chǎn)生CuO和H₂O；②BaSO₄固體受熱難分解．
【實(shí)驗(yàn)一】目的：測(cè)定100.0g混合溶液中CuSO₄的質(zhì)量

（1）小強(qiáng)認(rèn)為m₁是CuO的質(zhì)量，小國(guó)提出質(zhì)疑，認(rèn)為m₁是

 

的質(zhì)量．
（2）為得到CuO的質(zhì)量，小國(guó)決定將Ba（OH）₂溶液換成另一種溶液，該溶液可以是

 

（填字母）．
A．NaOH溶液、B．KOH溶液、C．BaCl₂溶液
（3）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后小國(guó)得到8.0g CuO，試求100.0g混合溶液中CuSO₄的質(zhì)量．
解：
【實(shí)驗(yàn)二】目的：測(cè)定100.0 g混合溶液中H₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．按圖組裝儀器，檢查氣密性，裝好藥品，其中Fe₂O₃的質(zhì)量為m₂g；
b．打開活塞A，通入N₂一段時(shí)間，關(guān)閉活塞A；
c．點(diǎn)燃酒精燈，逐滴加入100.0g混合溶液；
d．測(cè)定反應(yīng)過程中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量（見表格所示）；
e．待反應(yīng)結(jié)束后，熄滅酒精燈，打開活塞A，緩緩?fù)ㄒ粫?huì)兒N₂．
記錄數(shù)據(jù)

時(shí)間/min	t0	t1	t2	t3	t4	t5
質(zhì)量/g	m2	m2-1.6	m2-3.0	m2-4.0	m2-4.8	m2-4.8

過濾、洗滌干燥、稱量
（4）請(qǐng)結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（假設(shè)與Fe₂O₃反應(yīng)的氣體的損耗忽略），計(jì)算100.0g混合溶液中H₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．（可能用到的相對(duì)分子質(zhì)量：Fe₂O₃-160，H₂SO₄-98）

Answer 1

分析：（1）因?yàn)闅溲趸�鋇溶液與H₂SO₄和CuSO₄反應(yīng)后生成Cu（OH）₂和BaSO₄，Cu（OH）₂固體受熱易分解產(chǎn)生CuO和H₂O，BaSO₄固體受熱難分解．據(jù)此答題；
（2）根據(jù)題意可知，Cu（OH）₂固體受熱易分解產(chǎn)生CuO和H₂O，因此所給溶液和混合溶液反應(yīng)后能生成氫氧化銅即可；
（3）①根據(jù)加熱氫氧化銅的化學(xué)方程式和氧化銅的質(zhì)量，列出比例式，即可計(jì)算出反應(yīng)過程中生成Cu（OH）₂沉淀質(zhì)量；
②根據(jù)硫酸銅和氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式以及①中計(jì)算出的反應(yīng)過程中生成Cu（OH）₂沉淀質(zhì)量，即可計(jì)算出100.0g混合溶液中含CuSO₄質(zhì)量；
（4）由圖表可知，完全反應(yīng)時(shí)，試管內(nèi)質(zhì)量變化為4.8g，其實(shí)就是失去的氧元素的質(zhì)量，也就是固體質(zhì)量變化量．然后根據(jù)Fe₂O₃與H₂反應(yīng)的化學(xué)方程式即可計(jì)算出 H₂ 的質(zhì)量，進(jìn)而求算出硫酸溶質(zhì)的質(zhì)量，然后根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計(jì)算即可．

解答：解；（1）因?yàn)闅溲趸�鋇溶液與H₂SO₄和CuSO₄反應(yīng)后生成Cu（OH）₂和BaSO₄，由已知條件可知，Cu（OH）₂固體受熱易分解產(chǎn)生CuO和H₂O，BaSO₄固體受熱難分解，故可判斷m₁為CuO和BaSO₄的質(zhì)量．
故選CuO和BaSO₄．
（2）因?yàn)锳和B溶液中都有OH離子，都可與硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅，Cu（OH）₂固體受熱易分解產(chǎn)生CuO和H₂O，可以得到CuO的質(zhì)量．
故選AB．
（3）解：①設(shè)反應(yīng)過程中生成Cu（OH）₂沉淀質(zhì)量為x，依題意得：
Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O，
98            80
x            8.0g

98

80

=

x

8.0g

，
解之得：x=9.8g，
②設(shè)100.0g混合溶液中含CuSO₄質(zhì)量為y．
CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
160           98
y            9.8g
∴

160

98

=

y

9.8g

，
解之得：y=16.0g．
答：100.0g混合溶液中含CuSO₄質(zhì)量為16.0g．
（4）與氧化鐵反應(yīng)的氫氣的質(zhì)量為x，
Fe₂O₃+3H₂

加熱  .

2Fe+3H₂O△m
       6                 160-112=48 
       x                  4.8g
∴

6

x

=

48

4.8g

解之得：x=0.6g，
則生成0.6g氫氣需要的硫酸的質(zhì)量為0.6g÷（

2

98

×100%）=29.4g
則硫酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

29.4g

100g

×100%=29.4%
故答案為：29.4%．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)方程式和質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式進(jìn)行計(jì)算的能力．