Question

3．实验室开放日，都是给某化学兴趣小组一包氧化铜和铜的混合物样品，要求兴趣小组测试样品中氧化铜的质量分数．同学们称取5g样品于烧杯中，再把20g稀硫酸平均分四次加入烧杯中并进行搅拌，让其充分反应．有关实验数据记录如下：

实验次数	第1次	第2次	第3次	第4次
加入的稀硫酸的质量/g	5	5	5	5
烧杯中剩余固体的质量/g	4.2	3.4	3.0	3.0

求：
（1）样品中铜的质量为3.0g；    
 （2）样品中氧化铜的质量分数；
（3）所用稀硫酸的溶质质量分数．

Answer 1

分析 向氧化铜和铜的混合物样品中加入稀硫酸，氧化铜与硫酸发生反应生成硫酸铜和水而铜不能与硫酸反应，因此随稀硫酸的加入固体粉末质量减少即由于氧化铜逐渐溶解于稀硫酸的结果．因此，由反应记录数据分析剩余固体质量可判断出混合物中铜的质量、氧化铜的质量，从而利用反应的化学方程式计算出与氧化铜完全反应的稀硫酸中硫酸的质量，解决所用稀硫酸的溶质质量分数．

解答 解：（1）由于氧化铜能与硫酸反应逐渐溶解而铜不能与硫酸反应，因此可判断第4次加入稀硫酸固体质量不再减少，此时固体全部为不能与硫酸反应的铜；即样品中铜的质量为3.0g；
（2）样品中氧化铜的质量分数=$\frac{5.0g-3.0g}{5.0g}$×100%=40%
（3）由于第一次所加入稀硫酸中的硫酸完全反应，因此设此时所加入的5g稀硫酸中溶质硫酸的质量为x
H₂SO₄+CuO═CuSO₄+H₂O
98          80
x   （5-4.2）g=0.8g
$\frac{98}{x}=\frac{80}{0.8g}$
  x=0.98g
所用稀硫酸的质量分数=$\frac{0.98g}{5g}$×100%=19.6%
答：（1）样品中铜的质量为3.0g．
（2）样品中氧化铜的质量分数为40%；
（3）所用稀硫酸的溶质质量分数为19.6%．

点评 根据混合物中两物质的性质，分析反应中固体质量减少的原因，从而得到混合物组成成分的质量关系．