Question

18．已知烧杯中装有200g硫酸和硫酸铜混合溶液，其中含硫酸铜4.8g．向烧杯中逐渐加入氧化铜，烧杯中溶液的质量与加入氧化铜的质量关系如图所示．当恰好完全反应时，所得的溶液为不饱和溶液．
（提示：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O）请计算：
（1）m=208g．
（2）原混合溶液中H₂SO₄的质量分数．
（3）若取恰好完全反应时所得溶液10g配制成20%的硫酸铜溶液，需要30%的硫酸铜溶液多少克？

Answer 1

分析 （1）由图示可知氧化铜为8g，根据方程式可知氧化铜质量全部进入溶液；
（2）根据氧化铜的质量和方程式计算硫酸的质量，进一步计算原混合溶液中H₂SO₄的质量分数；
（3）根据溶液稀释或浓缩前后溶质的质量不变分析．

解答 解：（1）根据方程式CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O可知氧化铜质量全部进入溶液，所以m=200g+8g=208g；
（2）设混合溶液中H₂SO₄的质量为x，生成硫酸铜的质量为y
CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
80   98    160
8g    x    y
$\frac{80}{8g}$=$\frac{98}{x}$=$\frac{160}{y}$
x=9.8g  y=16g
原混合溶液中H₂SO₄的质量分数$\frac{9.8g}{200g}$×100%=4.9%；
（3）恰好完全反应时所得溶液溶质质量分数为$\frac{4.8g+16g}{208g}$×100%=10%
设需要30%的硫酸铜溶液z
10g×10%+z×30%=（10g+z）×20%
z=10g．
答：（1）208g；
（2）原混合溶液中H₂SO₄的质量分数4.9%；
（3）需要30%的硫酸铜溶液10g．

点评 本题是借助于数学模型，利用图表的方式来分析和解决化学计算中的有关问题，要求学生有较强的识图能力和数据分析能力．