Question

5．實驗室開放日，老師給某化學興趣小組一包氧化銅的混合物樣品，要求興趣小組測定樣品中氧化銅的質(zhì)量分數(shù)．同學們稱取5g樣品于燒杯中，再把20g稀硫酸平均分四次加入到燒杯中并進行攪拌，讓其充分反應．有關(guān)實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

實驗次數(shù)	第1次	第2次	第3次	第4次
加入的稀硫酸的質(zhì)量/g	5	5	5	5
燒杯中剩余固體的質(zhì)量/g	4.2	3.4	3.0	3.0

求：
（1）氧化銅中銅元素和氧元素的質(zhì)量比為4：1．
（2）硫酸分子中各原子的個數(shù)比H：S：O=2：1：4．
（3）樣品中銅的質(zhì)量為3g．
（4）第4次反應后所得溶液中硫酸銅的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析 向氧化銅和銅的混合物樣品中加入稀硫酸，氧化銅與硫酸發(fā)生反應生成硫酸銅和水而銅不能與硫酸反應，因此隨稀硫酸的加入固體粉末質(zhì)量減少即由于氧化銅逐漸溶解于稀硫酸的結(jié)果．因此，由反應記錄數(shù)據(jù)分析剩余固體質(zhì)量可判斷出混合物中銅的質(zhì)量、氧化銅的質(zhì)量，從而利用反應的化學方程式計算出硫酸銅的質(zhì)量，進而求反應后所得溶液中硫酸銅的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）氧化銅中銅元素和氧元素的質(zhì)量比為：64：16=4：1；
（2）硫酸分子中各原子的個數(shù)比H：S：O=2：1：4；
（3）由于氧化銅能與硫酸反應逐漸溶解而銅不能與硫酸反應，因此可判斷第4次加入稀硫酸固體質(zhì)量不再減少，此時固體全部為不能與硫酸反應的銅；即樣品中銅的質(zhì)量為3.0g；
（4）設(shè)生成硫酸銅的質(zhì)量為x
H₂SO₄+CuO═CuSO₄+H₂O
      80     160
     5g-3g=2g x
$\frac{80}{160}=\frac{2g}{x}$
x=4g
第4次反應后所得溶液中硫酸銅的質(zhì)量分數(shù)：$\frac{4g}{2g+20g}×100%$=18.2%．
答：第4次反應后所得溶液中硫酸銅的質(zhì)量分數(shù)為18.2%．

點評 根據(jù)混合物中兩物質(zhì)的性質(zhì)，分析反應中固體質(zhì)量減少的原因，從而得到混合物組成成分的質(zhì)量關(guān)系