Question

某样品为铜和氧化铜的混合物，为测定其中氧化铜的质量分数，小汶同学设计了以下两种方案：
方案一：取20 g此样品于试管中然后通入氢气并加热至完全反应，通过测定剩余固体的质量来求算；
方案二：取20 g此样品，加入足量稀盐酸，通过测定反应后剩余固体的质量来求算．
（1）你选择的方案是：

 

理由是：

 

小青同学将80 g稀盐酸分四次加入样品中，每次充分反应后经过滤、洗涤、干燥等操作，最后称量，所得数据见下表：

序号	加入稀盐酸的质量/g	剩余固体的质量/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的数值为

 

．
（3）样品中氧化铜的质量分数是

 

．
（4）求盐酸中溶质的质量分数（写出计算过程）．

Answer 1

分析：（1）方案的选择应从操作的难易程度、安全程度等方面来选择．
（2）根据实验中每次加入稀盐酸后消耗固体的质量和剩余固体的质量，可以确定n的数值．
（3）根据剩余固体的质量和样品的质量可以计算出样品中氧化铜的质量分数．
（4）由第1、2次实验中消耗稀盐酸的质量和消耗固体的质量，根据氧化铜与稀盐酸反应的化学方程式可以计算出盐酸中溶质的质量分数．

解答：解：（1）由于方案二的操作简单、安全，因此选择方案二．
（2）第1、2次加入稀盐酸后消耗的固体质量分别为20g-16g=4g、16g-12g=4g，第3次加入稀盐酸后消耗的固体质量为12g-8.5g=3.5g＜4g．因此确定第3次加入稀盐酸后，固体中的氧化铜已经完全反应，剩余的8.5g固体全部为铜；铜与稀盐酸不反应，因此第4次加入稀盐酸后剩余固体的质量仍然为8.5g．
（3）样品中氧化铜的质量分数为

20g-8.5g

20g

×100%=57.5%．
（4）设稀盐酸中溶质的质量分数为x．
CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O
80   73
4g   20g×x

80

73

=

4g

20g×x

，x=18.25%
故答案为：
（1）二；操作简单、安全
（2）8.5
（3）57.5%
（4）18.25%

点评：本题主要考查实验方案的选择依据、有关质量分数的计算和有关化学方程式的计算，难度较大．