Question

9．小科完成“氫氣還原氧化銅”的實驗后，沒等裝置冷卻就停止通入氫氣，導致部分已生成的銅再次被氧化為了探究產生的氧化銅的含量，他取試管內的混合物10g，向其中分五次加入相同溶質質量分數的稀硫酸，使之充分反應．每次所用稀硫酸的質量及剩余固體的質量記錄于如表：

試驗次數	1	2	3	4	5
加入稀硫酸的質量/g	20	20	20	20	20
充分反應后剩余固體的質量/g	8	6	4	3	m
所得溶液的硫酸銅質量分數/%	P1	P2	P3	P4	P5

試回答下列問題：
（1）上述表格中的m的值為3，10g樣品中CuO的質量為7g；
（2）求所加稀硫酸的溶質質量分數；
（3）表格中所得溶液的硫酸銅質量分數P₁、P₂、P₃、P₄的大小關系為P₁=P₂=P₃＞P₄．

Answer 1

分析 （1）根據實驗數據分析出加入的稀硫酸與參加反應的氧化銅的質量比關系，進而可確定m的值；固體前后減少的質量為氧化銅的質量；
（2）根據實驗數據可知20克稀硫酸與2克氧化銅恰好完全反應，利用氧化銅與硫酸反應的化學方程式，根據2克氧化銅的質量求出20克稀硫酸中溶質的質量，進一步求出稀硫酸中溶質的質量分數；
（3）根據所得溶液中溶質的質量分數公式判斷．

解答 解：（1）根據實驗數據分析可知，第一次加入20克稀硫酸，有（10-8）gCuO被消耗掉，因此每20克稀硫酸與2克氧化銅恰好完全反應，第四次加入20克稀硫酸后只減小了1克氧化銅，說明氧化銅已反應完，第五次再加入稀硫酸，剩余固體的質量也不會減少．所以m的值為3．
氧化銅的質量=10g-3g=7g；
（2）設20克稀硫酸中溶質的質量為x
      CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
      80   98       
      2g    x
$\frac{80}{2g}$=$\frac{98}{x}$
x=2.45g
H₂SO₄溶液中溶質質量分數=$\frac{2.45g}{20g}$×100%=12.25%；
（3）根據實驗數據分析可知，第一次加入20克稀硫酸，有（10-8）gCuO被消耗掉，因此每20克稀硫酸與2克氧化銅恰好完全反應，第四次加入20克稀硫酸后只減小了1克氧化銅，說明前三次每20克稀硫酸與2克氧化銅恰好完全反應，溶質增加和溶液增加成正比，所得溶液的硫酸銅質量分數相等，4、5次溶質增加小于溶液增加比例；所以所得溶液的硫酸銅質量分數P₁=P₂=P₃＞P₄
故答案為：（1）3； 7．（2）12.25%；
（3）P₁=P₂=P₃＞P₄

點評 解答本題可用數據分析法，即解題時正確分析數據，找出數據的變化特征及彼此之間的關系，將綜合復雜的問題分解為簡單的計算，從而順利解題．