Question

某课外小组对氧化铜和铜的混合物成分进行探究．他们称取10g此样品，向其中加入适量的稀硫酸，使之恰好完全反应后，过滤，得到溶质的质量分数为10%的溶液及2g滤渣（反应的化学方程式：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O）．
请你计算：
（1）10g此样品中铜的质量是

 

g．
（2）样品中铜元素与氧元素的质量比．
（3）所加入的稀硫酸中溶质的质量分数？

Answer 1

分析：（1）根据金属活动性可知，铜不能与稀硫酸反应，因此恰好完全反应后的滤渣为铜；
（2）铜元素质量为单质铜的质量与氧化铜中铜元素质量之和与氧化铜中氧元素的质量比；
（3）根据反应消耗氧化铜的质量，利用化学方程式计算出所用稀硫酸中硫酸的质量及生成硫酸铜的质量，稀硫酸的质量=反应后硫酸铜溶液质量-氧化铜的质量，硫酸质量与稀硫酸质量比可计算所加入的稀硫酸中溶质的质量分数．

解答：解：（1）铜不与硫酸反应，而氧化铜可溶解于硫酸溶液，因此所得滤渣即铜的质量；
故答案为：2；
（2）混合物中氧化铜的质量=10g-2g=8g
Cu元素质量=2g+8g×

64

80

×100%=8.4g
O元素质量=8g×

16

80

×100%=1.6g
Cu、O元素质量比=8.4：1.6=21：4
答：样品中铜元素与氧元素的质量比为21：4；
（3）设参加反应的H₂SO₄的质量为x；生成CuSO₄的质量为y
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
80   98    160
8g    x     y

80

8g

=

98

x

  x=9.8g

80

8g

=

160

y

  y=16g
反应后所得硫酸铜溶液的质量=16g÷10%=160g，则消耗稀硫酸的质量=160g-8g=152g
所加入的稀硫酸的溶质质量分数=

9.8g

152g

×100%=6.4%
答：所加入的稀硫酸中溶质的质量分数为6.4%．

点评：样品中铜元素以游离态的单质铜和化合态的氧化铜两种形式存在，计算时不能误解成单质铜或氧化铜中铜元素．