Question

某同學用木炭粉與氧化銅高溫加熱至質量不再變化為止，發現剩余固體中含一些黑色粉末，該同學取少量固體于試管中，加入足量稀硫酸，發現黑色固體全部溶解，溶液呈藍色．
（1）剩余固體中的黑色粉末為______．
（2）為測定剩余固體中黑色粉末的質量分數，該同學稱量5g剩余固體于燒杯中，再把25g稀硫酸平均分5次加入燒杯中，充分反應后燒杯中剩余固體的質量記錄如下：

實驗次數	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
加入稀硫酸質量（g）	5	5	5	5	5
燒杯中剩余固體質量（g）	4.6	4.2	3.8	3.5	3.5

求：①黑色粉末在剩余固體中的質量分數．
②所加稀硫酸的溶質質量分數．

Answer 1

解：（1）從黑色固體全部溶解，溶液呈藍色可判定黑色固體是氧化銅，因為木炭和硫酸不反應．
（2）剩余固體是氧化銅和銅的混合物，銅不和硫酸反應，固體減少的質量就是氧化銅的質量，從第四次和第五次加硫酸后固體不再減少說明，固體中的氧化銅全部反應，前三次加的稀硫酸全部參加了反應，計算硫酸的質量分數可以根據第一次反應．
答案：（1）氧化銅
（2）①黑色粉末在剩余固體中的質量分數=×100%=30%
②設5g稀硫酸中含硫酸的質量為x，參加反應的氧化銅的質量為4.6g-4.2g=0.4g
CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
80 98
0.4g x
=
X=0.49g
所用稀硫酸的溶質質量分數=×100%=9.8%
答：黑色粉末在剩余固體中的質量分數為30%，所加稀硫酸的溶質質量分數9.8%．
分析：（1）木炭和氧化銅反應生成銅和二氧化碳，剩余的黑色粉末與硫酸變藍色，說明是氧化銅．
（2）測定氧化銅和銅的混合物中氧化銅的質量分數，利用氧化銅能和稀硫酸反應，固體減少的量就是氧化銅的質量，再根據氧化銅的質量可以計算出硫酸的質量分數．
點評：在分次進行化學反應時，一定要分清第幾次是完全反應的，計算時要根據完全反應時的質量計算．