Question

18．為分析某由氧化銅和銅組成的混合物中氧化銅的質(zhì)量，現(xiàn)取3份該混合物各20g，分別緩慢加入到50g、100g、150g某稀硫酸中，測(cè)得三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

組別	A	B	C
稀硫酸的質(zhì)量/g	50	100	150
剩余固體的質(zhì)量/g	10.0	16.0	16.0

根據(jù)實(shí)驗(yàn)及有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與計(jì)算：
（1）實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物氧化銅有剩余的是A組．
（2）20g該混合物樣品中含氧化銅的質(zhì)量為16g．
（3）根據(jù)A組數(shù)據(jù)計(jì)算所用的稀硫酸溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過(guò)程）
（4）將B組混合物過(guò)濾，在濾液中滴加10%的NaOH溶液，畫出在該混合溶液中加入10%NaOH溶液的質(zhì)量與生成沉淀質(zhì)量變化關(guān)系的曲線圖．
提示：若溶液中溶質(zhì)含有H₂SO₄和CuSO₄，則反應(yīng)的先后順序如下：
H₂SO₄+2NaOH=2H₂O+Na₂SO₄
CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄．

Answer 1

分析 ）樣品中的氧化銅和硫酸反應(yīng)而銅不和硫酸反應(yīng)，第A組實(shí)驗(yàn)50g稀硫酸剩余固體的質(zhì)量是10.0g，第B組實(shí)驗(yàn)是100g稀硫酸剩余固體的質(zhì)量是16.0g，第C組實(shí)驗(yàn)是150g稀硫酸剩余固體的質(zhì)量是16.0g，由此得出結(jié)論，第A組實(shí)驗(yàn)酸不足，氧化銅有剩余，第BC組實(shí)驗(yàn)酸剩余氧化銅完全反應(yīng)掉．

解答 解：（1）樣品中的氧化銅和硫酸反應(yīng)而銅不和硫酸反應(yīng)，第A組實(shí)驗(yàn)50g稀硫酸剩余固體的質(zhì)量是10.0g，第B組實(shí)驗(yàn)是100g稀硫酸剩余固體的質(zhì)量是16.0g，第C組實(shí)驗(yàn)是150g稀硫酸剩余固體的質(zhì)量是16.0g，由此得出結(jié)論，第A組實(shí)驗(yàn)酸不足，氧化銅有剩余，第BC組實(shí)驗(yàn)酸剩余氧化銅完全反應(yīng)掉．
（2）樣品中的氧化銅和硫酸反應(yīng)而銅不和硫酸反應(yīng)，所以第BC組實(shí)驗(yàn)酸剩余氧化銅完全反應(yīng)掉，剩余固體的質(zhì)量16g，即為20g該混合物樣品中含氧化銅的質(zhì)量．
（3）設(shè)硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O 
80      98
10g   50g×x
$\frac{80}{10g}=\frac{98}{50g×x}$
x=24.5%
答：所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.5%．
（4）設(shè)和16g氧化銅反應(yīng)的稀硫酸質(zhì)量為y，生成的硫酸銅的質(zhì)量為z．
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
 80      98        160
16g   24.5%×y   z
$\frac{80}{16g}=\frac{98}{24.5%×y}=\frac{160}{z}$
解得 y=80g
解得 z=32g
設(shè)和（100g-80g）稀硫酸反應(yīng)的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為m．
                  H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2 H₂O
                   98           80
（100g-80g）×24.5% 10%×m
$\frac{98}{（100g-80g）×24.5%}=\frac{80}{10%×m}$
解得m=40g
因?yàn)橄蛴邢×蛩岷土蛩徙~的溶液中滴加氫氧化鈉溶液時(shí)，可以看成氫氧化鈉溶液先和硫酸反應(yīng)再和硫酸銅反應(yīng)，所以我們得到起點(diǎn)坐標(biāo)（40，0）．
設(shè)和生成的硫酸銅反應(yīng)的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為n，反應(yīng)生成的沉淀的質(zhì)量為w．
CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
160           80          98
32g         10%×n      w
$\frac{160}{32g}=\frac{80}{10%×n}=\frac{98}{w}$
解得n=160g，w=19.6g
和剩余的稀硫酸以及硫酸銅反應(yīng)的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量總和是40g+160g=200g，所以我們得到折點(diǎn)坐標(biāo)（200，19.6），故繪制圖象如圖．
故答案為：（1）A；（2）16；
（3）24.5%；（4）．

點(diǎn)評(píng) 本題利用圖表的方式來(lái)分析和解決化學(xué)計(jì)算中的有關(guān)問(wèn)題，要求學(xué)生有較強(qiáng)的識(shí)圖能力和數(shù)據(jù)分析能力以及繪制圖象的能力．