Question

18．（1）化学兴趣小组的同学欲除去某FeCl₂溶液中混有的CuCl₂杂质，实验操作步骤如下：
①在混合溶液中加入过量的A粉（只有一个正确选项，选填字母），搅拌，使其充分反应：
A．铁   B．铜   C．银
②过滤，得到FeCl₂溶液和金属混合物．
（2）该小组同学欲继续探究上述②得到的金属混合物中Cu的质量分数，将该金属混合物洗涤、干燥，称得其质量为28.0g．向此金属混合物中逐滴滴加稀盐酸，产生氢气的质量与加入稀盐酸溶液的质量关系如图所示，完成下列问题：
①计算该金属混合物中Cu的质量分数．（请根据化学方程式写出完整的计算步骤）
②该实验中，有同学认为还可以通过测定其他数据来计算Cu的质量分数，实验时他需要测定的实验数据应是滴加盐酸至不再产生气体时固体的质量（洗涤、干燥后）．

Answer 1

分析 （1）除去某FeCl₂溶液中混有的CuCl₂杂质，可以用转化法将氯化铜转化为氯化亚铁，而不能引入新的杂质，所以加入铁单质；
（2）要想知道铜铁混合物中铜的质量分数，可以采取将铁消耗掉的办法，一是通过生成氢气的质量求算铜的质量，也可以采取直接称量洗涤干燥后的铜这种办法，第二种办法操作简单，结果更加准确．（测量固体比气体更容易，再说气体需要收集后才能测量）

解答 解：
（1）除杂不能引入新的杂质，除去某FeCl₂溶液中混有的CuCl₂杂质，将铜离子沉淀或者转化掉即可，由于不能引入新的杂质，所以可以用比铜活泼的铁，为让铜离子完全反应，所以应该加入过量的铁粉．（铁粉反应快，且能反应充分）．
（2）过滤得到的固体中有生成的铜和过量的铁，要想测定铜的质量分数，首先要对样品洗涤（除去表面的杂质）、干燥（除去水），然后借助反应将铁反应掉，两种思路，知道铁的质量（可以通过生成的氢气的质量来计算）可以去算铜，也可以直接称量彻底反应后洗涤干燥后的固体（此时为纯铜）．
第一种思路：本题目采用的，由图可知铁完全反应生成的氢气的质量为0.1g．
设铁的质量为x
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56                       2
x                         0.1g
$\frac{56}{2}$=$\frac{x}{0.1g}$
x=2.8g
则样品中铜的质量分数为$\frac{28.0g-2.8g}{28.0g}$×100%=90%．
第二种思路：将该金属混合物洗涤、干燥，称得其质量为28.0g．向此金属混合物中逐滴滴加稀盐酸，滴加盐酸至不再产生气体时固体的质量（洗涤、干燥后）．
故答案为：A；90%；滴加盐酸至不再产生气体时固体的质量（洗涤、干燥后）

点评 这个题目的第二步，是实验方案的设计和评价，也可以是改进完善，测量气体的质量相对麻烦，所以不如直接测定固体的质量．所以实验数据要根据科学性、操作的简便易行来进行．