Question

14．某樣品為Cu和CuO的混合物，為測定樣品中CuO的含量，甲、乙、丙、丁四位學生用同一種樣品分別進行實驗，測得的數據如下表：

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

分析實驗數據，回答下列問題：
（1）樣品中氧化銅的質量分數；
（2）求硫酸溶液中溶質的質量分數；
（3）實驗中第丙次是完全反應的；
（3）求丁同學實驗反應所得硫酸銅溶液的質量分數．

Answer 1

分析 根據金屬活動性銅活動性處于H之后，不能與稀硫酸反應，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生反應；分析表中數據找出恰好完全反應的實驗數據進行計算．

解答 解：由表中數據對比分析：丙中反應前固體是20g，反應后固體是12g，故反應的氧化銅質量為8g，由丁和丙對比，固體混合物相同，酸由100g增加到120g，反應掉的氧化銅仍為8g，說明20g混合物中只含8g氧化銅．由乙丙對比固體混合物質量不同，酸相同，而反應掉的氧化銅相同都是8g，說明25g混合物中的氧化銅沒有全部反應，即100g稀硫酸能與20g混合物中的8g氧化銅恰好完全反應．所以甲乙兩同學硫酸量不足，丙同學恰好完全反應，丁同學酸剩余．
（1）丙同學的實驗中，混合物為20g，剩余固體為12g，所以樣品中有8g的氧化銅參加了反應；
混合物中氧化銅的質量分數=$\frac{8g}{20g}$×100%=40%
（2）設參加反應的硫酸質量為X
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
80 98
8g X
$\frac{80}{8g}=\frac{98}{X}$
X=9.8g
硫酸的質量分數：$\frac{9.8g}{100g}$×100%=9.8%
（3）四位同學中，甲乙兩位同學所取的硫酸溶液質量不足，丁同學的硫酸過量，故丙是完全反應的，故填：丙；
（4）設生成硫酸銅的質量為x
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
80         160
8g          x
$\frac{80}{160}=\frac{8g}{x}$
x
=16g
丁同學實驗反應所得硫酸銅溶液的質量分數為：$\frac{16g}{8g+120g}×100%$=12.5%
答：（1）樣品中氧化銅的質量分數為40%；
（2）硫酸溶液中溶質的質量分數為9.8%；
（3）丙；
（3）丁同學實驗反應所得硫酸銅溶液的質量分數為12.5%．

點評 本題主要考查含雜質物質的化學方程式計算和溶質質量分數的計算，難度較大．