Question

某樣品為銅和氧化銅的混合物，為測定其中氧化銅的質量分數，小汶同學設計了以下兩種方案：
方案一：取20 g此樣品于試管中然后通入氫氣并加熱至完全反應，通過測定剩余固體的質量來求算；
方案二：取20 g此樣品，加入足量稀鹽酸，通過測定反應后剩余固體的質量來求算．
（1）你選擇的方案是：

 

理由是：

 

小青同學將80 g稀鹽酸分四次加入樣品中，每次充分反應后經過濾、洗滌、干燥等操作，最后稱量，所得數據見下表：

序號	加入稀鹽酸的質量/g	剩余固體的質量/g
第1次	20	16
第2次	20	12
第3次	20	8.5
第4次	20	n

（2）上表中n的數值為

 

．
（3）樣品中氧化銅的質量分數是

 

．
（4）求鹽酸中溶質的質量分數（寫出計算過程）．

Answer 1

分析：（1）方案的選擇應從操作的難易程度、安全程度等方面來選擇．
（2）根據實驗中每次加入稀鹽酸后消耗固體的質量和剩余固體的質量，可以確定n的數值．
（3）根據剩余固體的質量和樣品的質量可以計算出樣品中氧化銅的質量分數．
（4）由第1、2次實驗中消耗稀鹽酸的質量和消耗固體的質量，根據氧化銅與稀鹽酸反應的化學方程式可以計算出鹽酸中溶質的質量分數．

解答：解：（1）由于方案二的操作簡單、安全，因此選擇方案二．
（2）第1、2次加入稀鹽酸后消耗的固體質量分別為20g-16g=4g、16g-12g=4g，第3次加入稀鹽酸后消耗的固體質量為12g-8.5g=3.5g＜4g．因此確定第3次加入稀鹽酸后，固體中的氧化銅已經完全反應，剩余的8.5g固體全部為銅；銅與稀鹽酸不反應，因此第4次加入稀鹽酸后剩余固體的質量仍然為8.5g．
（3）樣品中氧化銅的質量分數為

20g-8.5g

20g

×100%=57.5%．
（4）設稀鹽酸中溶質的質量分數為x．
CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O
80   73
4g   20g×x

80

73

=

4g

20g×x

，x=18.25%
故答案為：
（1）二；操作簡單、安全
（2）8.5
（3）57.5%
（4）18.25%

點評：本題主要考查實驗方案的選擇依據、有關質量分數的計算和有關化學方程式的計算，難度較大．