Question

14．為分析某由氧化銅和銅組成的混合物中氧化銅的質量分數(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，測得三組實驗數(shù)據(jù)如表：

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

根據(jù)實驗及有關數(shù)據(jù)進行分析與計算：
（1）第I組實驗中反應物稀硫酸（填“氧化銅“、“稀硫酸”或“氧化銅與稀硫酸”）反應完．
（2）20g樣品中含氧化銅的質量為16g．
（3）根捃第Ⅰ組數(shù)據(jù)計算所用的稀硫酸溶質的質量分數(shù)（寫出計算過程）
（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溶液的質量與生成沉淀質量變化關系的曲線圖．

Answer 1

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

解答 解：（1）樣品中的氧化銅和硫酸反應而銅不和硫酸反應，第I組實驗中反應物是稀硫酸反應完；故填：稀硫酸；
（2）20g樣品中含氧化銅的質量16g，故填：16．
樣品中氧化銅的質量分數(shù)：$\frac{16g}{20g}$×100%=80%，故填80%．
（3）設：稀硫酸的溶質質量分數(shù)為x
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
 80     98
10g   50g•x
x=24.5%
答：所用稀硫酸的溶質質量分數(shù)為24.5%．
（4）設和16g氧化銅反應的稀硫酸質量為y，生成的硫酸銅的質量為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
設和（100g-80g）稀硫酸反應的氫氧化鈉溶液的質量為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因為向有稀硫酸和硫酸銅的溶液中滴加氫氧化鈉溶液時，可以看成氫氧化鈉溶液先和硫酸反應再和硫酸銅反應，所以我們得到起點坐標（40，0）．
設和生成的硫酸銅反應的氫氧化鈉溶液的質量為n，反應生成的沉淀的質量為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的氫氧化鈉溶液的質量總和是40g+160g=200g，所以我們得到折點坐標（200，19.6），故繪制圖象如圖．

點評 本題利用圖表的方式來分析和解決化學計算中的有關問題，要求學生有較強的識圖能力和數(shù)據(jù)分析能力以及繪制圖象的能力．