Question

小亮同學對在空氣中放置一段時間的“銅樹”（鋁絲浸泡在硫酸銅溶液中制成，如圖）的成分進行分析，取出64.1g固體樣品，用10%的鹽酸充分溶解，溶液呈無色，產(chǎn)生的氣體和剩余固體隨消耗10%的鹽酸質(zhì)量變化關(guān)系曲線如圖：
結(jié)合圖中數(shù)據(jù)分析：
（1）讀圖可知，Cu元素的質(zhì)量

 

g，64.1g“銅樹”有Cu、Al、

 

（填化學式）．
（2）請結(jié)合化學方程式計算該“銅樹”中Al元素的質(zhì)量分數(shù)．
（3）只知道“銅樹”質(zhì)量m₁和消耗10%的鹽酸總質(zhì)量（m₂），也能求出“銅樹”中鋁元素的質(zhì)量分數(shù)，其表達式為

 

（用m₁和m₂表示，可不化簡）．

Answer 1

考點：根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：依據(jù)加入鹽酸反應后固體質(zhì)量不會變化的數(shù)值可知銅的質(zhì)量；依據(jù)反應開始時固體質(zhì)量減小而不會生成氫氣的特點分析桐樹的成分；依據(jù)桐樹中銅單質(zhì)和氧化鋁中銅元素的質(zhì)量計算桐樹中鋁元素的質(zhì)量分數(shù)；依據(jù)反應后生成的氯化鋁中氯元素的質(zhì)量即可以求出鋁元素的質(zhì)量分數(shù)；

解答：解：（1）依據(jù)桐樹中只有銅不能與鹽酸反應，所以加入鹽酸后固體質(zhì)量不再減小的固體質(zhì)量即為銅的質(zhì)量，其數(shù)值為32.0g；
由于圖象中加入鹽酸109.5g前固體質(zhì)量減小但不會生成氫氣，由于銅不能與鹽酸反應，而鋁能反應但會生成氫氣，所以桐樹中只能存在氧化鋁（Al₂O₃）；
（2）由圖知產(chǎn)生H₂的質(zhì)量為3g；設(shè)“銅樹”中Al單質(zhì)的質(zhì)量為x．
2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑
54　　　　　　　　　6
x　　　　　　　　　3 g

54

x

=

6

3g

解得x=27g
即“銅樹”中Al單質(zhì)的質(zhì)量為27g．
“銅樹”中Al₂O₃的質(zhì)量為64.1g-27g-32g=5.1g，則Al₂O₃中含Al元素的質(zhì)量為2.7 g，所以該“銅樹”中含Al元素的質(zhì)量分數(shù)為

(27g+2.7g)

64.1g

×100%=46.3%．
（3）由于鹽酸反應后氯元素全部轉(zhuǎn)為氯化鋁中的氯元素，所以據(jù)此可計算出鋁元素的質(zhì)量；
設(shè)鋁元素的質(zhì)量為y
則有

y

m2×10%× 35.5 36.5

=

27

106.5

y=

27×m2×10%× 35.5 36.5

106.5

則“銅樹”中鋁元素的質(zhì)量分數(shù)為

9×m2×10%

36.5gm1

×100%；
故答案為：（1）32；Al₂O₃；（2）該“銅樹”中Al元素的質(zhì)量分數(shù)為46.3%．（3）

9×m2×10%

36.5gm1

×100%；

點評：此題是化學方程式計算的考查題，解題的關(guān)鍵是能夠依據(jù)圖象對相關(guān)的反應過程的理解和應用．