Question

14．某样品为Cu和CuO的混合物，为测定样品中CuO的含量，甲、乙、丙、丁四位学生用同一种样品分别进行实验，测得的数据如下表：

学   生 物  质  质  量	甲	乙	丙	丁
所取固体样品的质量（g）	30	25	20	20
加入硫酸溶液的质量（g）	100	100	100	120
反应后剩余固体的质量（g）	22	17	12	12

分析实验数据，回答下列问题：
（1）样品中氧化铜的质量分数；
（2）求硫酸溶液中溶质的质量分数；
（3）实验中第丙次是完全反应的；
（3）求丁同学实验反应所得硫酸铜溶液的质量分数．

Answer 1

分析 根据金属活动性铜活动性处于H之后，不能与稀硫酸反应，因此铜和氧化铜的混合物加入稀硫酸，只有氧化铜与硫酸发生反应；分析表中数据找出恰好完全反应的实验数据进行计算．

解答 解：由表中数据对比分析：丙中反应前固体是20g，反应后固体是12g，故反应的氧化铜质量为8g，由丁和丙对比，固体混合物相同，酸由100g增加到120g，反应掉的氧化铜仍为8g，说明20g混合物中只含8g氧化铜．由乙丙对比固体混合物质量不同，酸相同，而反应掉的氧化铜相同都是8g，说明25g混合物中的氧化铜没有全部反应，即100g稀硫酸能与20g混合物中的8g氧化铜恰好完全反应．所以甲乙两同学硫酸量不足，丙同学恰好完全反应，丁同学酸剩余．
（1）丙同学的实验中，混合物为20g，剩余固体为12g，所以样品中有8g的氧化铜参加了反应；
混合物中氧化铜的质量分数=$\frac{8g}{20g}$×100%=40%
（2）设参加反应的硫酸质量为X
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
80 98
8g X
$\frac{80}{8g}=\frac{98}{X}$
X=9.8g
硫酸的质量分数：$\frac{9.8g}{100g}$×100%=9.8%
（3）四位同学中，甲乙两位同学所取的硫酸溶液质量不足，丁同学的硫酸过量，故丙是完全反应的，故填：丙；
（4）设生成硫酸铜的质量为x
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
80         160
8g          x
$\frac{80}{160}=\frac{8g}{x}$
x
=16g
丁同学实验反应所得硫酸铜溶液的质量分数为：$\frac{16g}{8g+120g}×100%$=12.5%
答：（1）样品中氧化铜的质量分数为40%；
（2）硫酸溶液中溶质的质量分数为9.8%；
（3）丙；
（3）丁同学实验反应所得硫酸铜溶液的质量分数为12.5%．

点评 本题主要考查含杂质物质的化学方程式计算和溶质质量分数的计算，难度较大．