Question

18．（1）化學興趣小組的同學欲除去某FeCl₂溶液中混有的CuCl₂雜質，實驗操作步驟如下：
①在混合溶液中加入過量的A粉（只有一個正確選項，選填字母），攪拌，使其充分反應：
A．鐵   B．銅   C．銀
②過濾，得到FeCl₂溶液和金屬混合物．
（2）該小組同學欲繼續(xù)探究上述②得到的金屬混合物中Cu的質量分數(shù)，將該金屬混合物洗滌、干燥，稱得其質量為28.0g．向此金屬混合物中逐滴滴加稀鹽酸，產(chǎn)生氫氣的質量與加入稀鹽酸溶液的質量關系如圖所示，完成下列問題：
①計算該金屬混合物中Cu的質量分數(shù)．（請根據(jù)化學方程式寫出完整的計算步驟）
②該實驗中，有同學認為還可以通過測定其他數(shù)據(jù)來計算Cu的質量分數(shù)，實驗時他需要測定的實驗數(shù)據(jù)應是滴加鹽酸至不再產(chǎn)生氣體時固體的質量（洗滌、干燥后）．

Answer 1

分析 （1）除去某FeCl₂溶液中混有的CuCl₂雜質，可以用轉化法將氯化銅轉化為氯化亞鐵，而不能引入新的雜質，所以加入鐵單質；
（2）要想知道銅鐵混合物中銅的質量分數(shù)，可以采取將鐵消耗掉的辦法，一是通過生成氫氣的質量求算銅的質量，也可以采取直接稱量洗滌干燥后的銅這種辦法，第二種辦法操作簡單，結果更加準確．（測量固體比氣體更容易，再說氣體需要收集后才能測量）

解答 解：
（1）除雜不能引入新的雜質，除去某FeCl₂溶液中混有的CuCl₂雜質，將銅離子沉淀或者轉化掉即可，由于不能引入新的雜質，所以可以用比銅活潑的鐵，為讓銅離子完全反應，所以應該加入過量的鐵粉．（鐵粉反應快，且能反應充分）．
（2）過濾得到的固體中有生成的銅和過量的鐵，要想測定銅的質量分數(shù)，首先要對樣品洗滌（除去表面的雜質）、干燥（除去水），然后借助反應將鐵反應掉，兩種思路，知道鐵的質量（可以通過生成的氫氣的質量來計算）可以去算銅，也可以直接稱量徹底反應后洗滌干燥后的固體（此時為純銅）．
第一種思路：本題目采用的，由圖可知鐵完全反應生成的氫氣的質量為0.1g．
設鐵的質量為x
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56                       2
x                         0.1g
$\frac{56}{2}$=$\frac{x}{0.1g}$
x=2.8g
則樣品中銅的質量分數(shù)為$\frac{28.0g-2.8g}{28.0g}$×100%=90%．
第二種思路：將該金屬混合物洗滌、干燥，稱得其質量為28.0g．向此金屬混合物中逐滴滴加稀鹽酸，滴加鹽酸至不再產(chǎn)生氣體時固體的質量（洗滌、干燥后）．
故答案為：A；90%；滴加鹽酸至不再產(chǎn)生氣體時固體的質量（洗滌、干燥后）

點評 這個題目的第二步，是實驗方案的設計和評價，也可以是改進完善，測量氣體的質量相對麻煩，所以不如直接測定固體的質量．所以實驗數(shù)據(jù)要根據(jù)科學性、操作的簡便易行來進行．