Question

9．小科完成“氢气还原氧化铜”的实验后，没等装置冷却就停止通入氢气，导致部分已生成的铜再次被氧化为了探究产生的氧化铜的含量，他取试管内的混合物10g，向其中分五次加入相同溶质质量分数的稀硫酸，使之充分反应．每次所用稀硫酸的质量及剩余固体的质量记录于如表：

试验次数	1	2	3	4	5
加入稀硫酸的质量/g	20	20	20	20	20
充分反应后剩余固体的质量/g	8	6	4	3	m
所得溶液的硫酸铜质量分数/%	P1	P2	P3	P4	P5

试回答下列问题：
（1）上述表格中的m的值为3，10g样品中CuO的质量为7g；
（2）求所加稀硫酸的溶质质量分数；
（3）表格中所得溶液的硫酸铜质量分数P₁、P₂、P₃、P₄的大小关系为P₁=P₂=P₃＞P₄．

Answer 1

分析 （1）根据实验数据分析出加入的稀硫酸与参加反应的氧化铜的质量比关系，进而可确定m的值；固体前后减少的质量为氧化铜的质量；
（2）根据实验数据可知20克稀硫酸与2克氧化铜恰好完全反应，利用氧化铜与硫酸反应的化学方程式，根据2克氧化铜的质量求出20克稀硫酸中溶质的质量，进一步求出稀硫酸中溶质的质量分数；
（3）根据所得溶液中溶质的质量分数公式判断．

解答 解：（1）根据实验数据分析可知，第一次加入20克稀硫酸，有（10-8）gCuO被消耗掉，因此每20克稀硫酸与2克氧化铜恰好完全反应，第四次加入20克稀硫酸后只减小了1克氧化铜，说明氧化铜已反应完，第五次再加入稀硫酸，剩余固体的质量也不会减少．所以m的值为3．
氧化铜的质量=10g-3g=7g；
（2）设20克稀硫酸中溶质的质量为x
      CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
      80   98       
      2g    x
$\frac{80}{2g}$=$\frac{98}{x}$
x=2.45g
H₂SO₄溶液中溶质质量分数=$\frac{2.45g}{20g}$×100%=12.25%；
（3）根据实验数据分析可知，第一次加入20克稀硫酸，有（10-8）gCuO被消耗掉，因此每20克稀硫酸与2克氧化铜恰好完全反应，第四次加入20克稀硫酸后只减小了1克氧化铜，说明前三次每20克稀硫酸与2克氧化铜恰好完全反应，溶质增加和溶液增加成正比，所得溶液的硫酸铜质量分数相等，4、5次溶质增加小于溶液增加比例；所以所得溶液的硫酸铜质量分数P₁=P₂=P₃＞P₄
故答案为：（1）3； 7．（2）12.25%；
（3）P₁=P₂=P₃＞P₄

点评 解答本题可用数据分析法，即解题时正确分析数据，找出数据的变化特征及彼此之间的关系，将综合复杂的问题分解为简单的计算，从而顺利解题．