Question

14．為分析某由氧化銅和銅組成的混合物中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，現(xiàn)取3份該混合物各20g，分別緩慢加入到50g、100g、150g某稀硫酸中，測得三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

	第I組	第Ⅱ組	第Ⅲ組
稀硫酸的質(zhì)量/g	50	100	150
溶解固體的質(zhì)量/g	10.0	16.0	16.0

根據(jù)實(shí)驗(yàn)及有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與計(jì)算：
（1）第I組實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物稀硫酸（填“氧化銅“、“稀硫酸”或“氧化銅與稀硫酸”）反應(yīng)完．
（2）20g樣品中含氧化銅的質(zhì)量為16g．
（3）根捃第Ⅰ組數(shù)據(jù)計(jì)算所用的稀硫酸溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程）
（4）將第Ⅱ組混合物過濾，在濾液中滴加10%的NaOH溶液，畫出在該混合溶液中加入10%NaOH溶液的質(zhì)量與生成沉淀質(zhì)量變化關(guān)系的曲線圖．

Answer 1

分析 （1）樣品中的氧化銅和硫酸反應(yīng)而銅不和硫酸反應(yīng)，
（2）樣品中的氧化銅和硫酸反應(yīng)而銅不和硫酸反應(yīng)，第一組實(shí)驗(yàn)50g稀硫酸溶解掉固體的質(zhì)量是10.0g，第二組實(shí)驗(yàn)是100g稀硫酸溶解掉固體的質(zhì)量是16.0g，由此得出結(jié)論，第一組實(shí)驗(yàn)酸不足，第二組實(shí)驗(yàn)酸剩余氧化銅完全反應(yīng)掉，從而可求出20g樣品中含氧化銅的質(zhì)量，利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)的公式求出樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（3）由上分析第一組實(shí)驗(yàn)酸完全反應(yīng)，因此可利用第一組實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)和CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O 求出所用的稀硫酸溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（4）由上分析第二組實(shí)驗(yàn)中酸有剩余，當(dāng)往溶液中滴加氫氧化鈉溶液時(shí)，我們可看成氫氧化鈉溶液先和酸反應(yīng)再和硫酸銅反應(yīng)．利用第二組實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)和CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O 計(jì)算出剩余的稀硫酸的質(zhì)量，從而得到起點(diǎn)坐標(biāo)，然后再利用CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄ 求出和硫酸銅反應(yīng)的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量以及生成的沉淀的質(zhì)量從而得到折點(diǎn)坐標(biāo)．

解答 解：（1）樣品中的氧化銅和硫酸反應(yīng)而銅不和硫酸反應(yīng)，第I組實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物是稀硫酸反應(yīng)完；故填：稀硫酸；
（2）20g樣品中含氧化銅的質(zhì)量16g，故填：16．
樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：$\frac{16g}{20g}$×100%=80%，故填80%．
（3）設(shè)：稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
 80     98
10g   50g•x
x=24.5%
答：所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.5%．
（4）設(shè)和16g氧化銅反應(yīng)的稀硫酸質(zhì)量為y，生成的硫酸銅的質(zhì)量為z．
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
 80      98        160
16g   24.5%y     z
$\frac{80}{16g}=\frac{98}{24.5%y}=\frac{160}{z}$
解得 y=80g
解得 z=32g
設(shè)和（100g-80g）稀硫酸反應(yīng)的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為m．
                  H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2 H₂O
                   98           80
（100g-80g）×24.5% 10%m
$\frac{98}{（100g-80g）×24.5%}=\frac{80}{10%m}$
解得m=40g因?yàn)橄蛴邢×蛩岷土蛩徙~的溶液中滴加氫氧化鈉溶液時(shí)，可以看成氫氧化鈉溶液先和硫酸反應(yīng)再和硫酸銅反應(yīng)，所以我們得到起點(diǎn)坐標(biāo)（40，0）．
設(shè)和生成的硫酸銅反應(yīng)的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為n，反應(yīng)生成的沉淀的質(zhì)量為w．
CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
160           80        98
32g         10%n      w
$\frac{160}{32g}=\frac{80}{10%n}=\frac{98}{w}$
解得n=160g，w=19.6g
和剩余的稀硫酸以及硫酸銅反應(yīng)的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量總和是40g+160g=200g，所以我們得到折點(diǎn)坐標(biāo)（200，19.6），故繪制圖象如圖．

點(diǎn)評 本題利用圖表的方式來分析和解決化學(xué)計(jì)算中的有關(guān)問題，要求學(xué)生有較強(qiáng)的識圖能力和數(shù)據(jù)分析能力以及繪制圖象的能力．