Question

某同学用木炭粉与氧化铜高温加热至质量不再变化为止，发现剩余固体中含一些黑色粉末，该同学取少量固体于试管中，加入足量稀硫酸，发现黑色固体全部溶解，溶液呈蓝色．
（1）剩余固体中的黑色粉末为______．
（2）为测定剩余固体中黑色粉末的质量分数，该同学称量5g剩余固体于烧杯中，再把25g稀硫酸平均分5次加入烧杯中，充分反应后烧杯中剩余固体的质量记录如下：

实验次数	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
加入稀硫酸质量（g）	5	5	5	5	5
烧杯中剩余固体质量（g）	4.6	4.2	3.8	3.5	3.5

求：①黑色粉末在剩余固体中的质量分数．
②所加稀硫酸的溶质质量分数．

Answer 1

解：（1）从黑色固体全部溶解，溶液呈蓝色可判定黑色固体是氧化铜，因为木炭和硫酸不反应．
（2）剩余固体是氧化铜和铜的混合物，铜不和硫酸反应，固体减少的质量就是氧化铜的质量，从第四次和第五次加硫酸后固体不再减少说明，固体中的氧化铜全部反应，前三次加的稀硫酸全部参加了反应，计算硫酸的质量分数可以根据第一次反应．
答案：（1）氧化铜
（2）①黑色粉末在剩余固体中的质量分数=×100%=30%
②设5g稀硫酸中含硫酸的质量为x，参加反应的氧化铜的质量为4.6g-4.2g=0.4g
CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
80 98
0.4g x
=
X=0.49g
所用稀硫酸的溶质质量分数=×100%=9.8%
答：黑色粉末在剩余固体中的质量分数为30%，所加稀硫酸的溶质质量分数9.8%．
分析：（1）木炭和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，剩余的黑色粉末与硫酸变蓝色，说明是氧化铜．
（2）测定氧化铜和铜的混合物中氧化铜的质量分数，利用氧化铜能和稀硫酸反应，固体减少的量就是氧化铜的质量，再根据氧化铜的质量可以计算出硫酸的质量分数．
点评：在分次进行化学反应时，一定要分清第几次是完全反应的，计算时要根据完全反应时的质量计算．