Question

3．某樣品為銅和氧化銅的混合物，為測(cè)定樣品中氧化銅的含量，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)用此樣品分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

學(xué)生 物質(zhì)質(zhì)量	甲	乙	丙	丁
所取固體樣品的質(zhì)量（克）	30	25	20	20
加入硫酸溶液的質(zhì)量（克）	100	100	100	120
反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量（克）	22	17	12	12

分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算：
（1）樣品中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
（2）硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
（3）甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)充分反應(yīng)后所得的溶液中溶質(zhì)是硫酸銅，其溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？

Answer 1

分析 根據(jù)金屬活動(dòng)性銅活動(dòng)性處于氫之后，不能與稀硫酸反應(yīng)，因此銅和氧化銅的混合物加入稀硫酸，只有氧化銅與硫酸發(fā)生反應(yīng)；分析表中數(shù)據(jù)找出恰好完全反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)對(duì)比分析：丙中反應(yīng)前固體是20g，反應(yīng)后固體是12g，故反應(yīng)的氧化銅質(zhì)量為8g，由丁和丙對(duì)比，固體混合物相同，酸由100g增加到120g，反應(yīng)掉的氧化銅仍為8g，說(shuō)明20g混合物中只含8g氧化銅，氧化銅中銅元素的質(zhì)量為8g×$\frac{64}{80}$=6.4g，含12g銅，則樣品中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{12g+6.4g}{20g}$×100%=92%．
（2）由乙丙對(duì)比固體混合物質(zhì)量不同，酸相同，而反應(yīng)掉的氧化銅相同都是8g，說(shuō)明25g混合物中的氧化銅沒(méi)有全部反應(yīng)，即100g稀硫酸能與20g混合物中的8g氧化銅恰好完全反應(yīng)．設(shè)與8g氧化銅反應(yīng)的硫酸質(zhì)量為x
，則
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
80　　98
8g　　 x
$\frac{80}{98}$=$\frac{8g}{x}$，解得：x=9.8g，
硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：$\frac{9.8g}{100g}$×100%=9.8%．
（3）由甲丙對(duì)比固體混合物質(zhì)量不同，酸相同，而反應(yīng)掉的氧化銅相同都是8g，說(shuō)明30g混合物中的氧化銅沒(méi)有全部反應(yīng)，酸不足，則甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)充分反應(yīng)后所得的溶液中溶質(zhì)是硫酸銅，設(shè)生成的硫酸銅的質(zhì)量為y，則
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
80　　            160
8g　　             y
$\frac{80}{160}$=$\frac{8g}{y}$，解得y=16g，
溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{16g}{30g+100g-22g}$×100%=14.8%；
故答案為：
（1）樣品中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是92%；
（2）硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是9.8%；
（3）甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)充分反應(yīng)后所得的溶液中溶質(zhì)是硫酸銅，其溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.8%．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算，難度較大．