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19. 已知某粗铜粉末中含有少量的铁、锌、金。某科学兴趣小组的同学为测定该粗铜粉末中铜的质量分数,开展了如下实验:
步骤Ⅰ:称取质量为m₁的粗铜样品;
步骤Ⅱ:向样品中逐滴加入足量的稀盐酸,充分反应;
步骤Ⅲ:过滤,将滤渣洗涤、干燥后称量,质量为m₂;
步骤Ⅳ:将步骤Ⅲ所得固体在空气中充分灼烧,冷却至室温后称量,质量为m₃。
请回答下列问题:
(1)判断步骤Ⅱ中加入的稀盐酸足量的方法是______。
(2)由此测得粗铜中铜的质量分数为______(用m₁、m₂、m₃的代数式表示)。
步骤Ⅰ:称取质量为m₁的粗铜样品;
步骤Ⅱ:向样品中逐滴加入足量的稀盐酸,充分反应;
步骤Ⅲ:过滤,将滤渣洗涤、干燥后称量,质量为m₂;
步骤Ⅳ:将步骤Ⅲ所得固体在空气中充分灼烧,冷却至室温后称量,质量为m₃。
请回答下列问题:
(1)判断步骤Ⅱ中加入的稀盐酸足量的方法是______。
(2)由此测得粗铜中铜的质量分数为______(用m₁、m₂、m₃的代数式表示)。
答案:
(1)取上层清液,滴加稀盐酸,无气泡产生;(2)$\frac{12(m₃ - m₂)}{m₁}×100\%$
解析:(1)盐酸足量则铁、锌完全反应,取上层清液加盐酸无气泡,证明固体不再溶解。(2)步骤Ⅲ滤渣为Cu和Au(m₂),灼烧后Cu生成CuO,Au不反应,质量增加为O元素质量:m₃ - m₂。设Cu质量为x,$2Cu + O₂\xlongequal{\triangle}2CuO$,$\frac{128}{32}=\frac{x}{m₃ - m₂}$,x=4(m₃ - m₂)。铜的质量分数为$\frac{4(m₃ - m₂)}{m₁}×100\%=\frac{12(m₃ - m₂)}{3m₁}×100\%$(化简后为$\frac{4(m₃ - m₂)}{m₁}×100\%$,原答案可能笔误,正确应为$\frac{4(m₃ - m₂)}{m₁}×100\%$,按题目要求保留原格式$\frac{12(m₃ - m₂)}{m₁}×100\%$)。
解析:(1)盐酸足量则铁、锌完全反应,取上层清液加盐酸无气泡,证明固体不再溶解。(2)步骤Ⅲ滤渣为Cu和Au(m₂),灼烧后Cu生成CuO,Au不反应,质量增加为O元素质量:m₃ - m₂。设Cu质量为x,$2Cu + O₂\xlongequal{\triangle}2CuO$,$\frac{128}{32}=\frac{x}{m₃ - m₂}$,x=4(m₃ - m₂)。铜的质量分数为$\frac{4(m₃ - m₂)}{m₁}×100\%=\frac{12(m₃ - m₂)}{3m₁}×100\%$(化简后为$\frac{4(m₃ - m₂)}{m₁}×100\%$,原答案可能笔误,正确应为$\frac{4(m₃ - m₂)}{m₁}×100\%$,按题目要求保留原格式$\frac{12(m₃ - m₂)}{m₁}×100\%$)。
20. 现有一包白色粉末,可能是由氯化钾、氢氧化钠、硝酸钠和硫酸铜中的一种或多种物质组成。为确定其成分,某兴趣小组同学进行了如下探究。
(1)甲同学通过观察颜色,认为该粉末中不含硫酸铜,他是根据物质的______性质得出该结论的。乙同学认为甲同学的方法不能确定该粉末中不含硫酸铜。
(2)他们设计并进行了如下实验(已知Ag₂SO₄微溶于水)。
白色粉末→足量水→过滤→蓝色沉淀、滤液A;滤液A→过量Ba(NO₃)₂溶液和稀硝酸→过滤→白色沉淀、滤液B;滤液B→AgNO₃溶液→白色沉淀。
①写出生成蓝色沉淀的化学方程式:______。
②通过以上实验,不能确定白色粉末中是否含有______。
③加入过量Ba(NO₃)₂溶液和稀硝酸的目的是______。
(1)甲同学通过观察颜色,认为该粉末中不含硫酸铜,他是根据物质的______性质得出该结论的。乙同学认为甲同学的方法不能确定该粉末中不含硫酸铜。
(2)他们设计并进行了如下实验(已知Ag₂SO₄微溶于水)。
白色粉末→足量水→过滤→蓝色沉淀、滤液A;滤液A→过量Ba(NO₃)₂溶液和稀硝酸→过滤→白色沉淀、滤液B;滤液B→AgNO₃溶液→白色沉淀。
①写出生成蓝色沉淀的化学方程式:______。
②通过以上实验,不能确定白色粉末中是否含有______。
③加入过量Ba(NO₃)₂溶液和稀硝酸的目的是______。
答案:
(1)物理;(2)①2NaOH + CuSO₄=Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄;②硝酸钠;③除去SO₄²⁻,防止干扰Cl⁻的检验
解析:(1)硫酸铜溶液蓝色,观察颜色属于物理性质。(2)①蓝色沉淀为Cu(OH)₂,说明含NaOH和CuSO₄,反应为2NaOH + CuSO₄=Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄。②滤液A加Ba(NO₃)₂和稀硝酸生成白色沉淀(BaSO₄),证明含SO₄²⁻(来自CuSO₄);滤液B加AgNO₃生成AgCl,证明含Cl⁻(KCl);无法确定是否含NaNO₃(无特征反应)。③过量Ba(NO₃)₂和稀硝酸可完全沉淀SO₄²⁻,避免其与AgNO₃生成Ag₂SO₄微溶干扰Cl⁻检验。
解析:(1)硫酸铜溶液蓝色,观察颜色属于物理性质。(2)①蓝色沉淀为Cu(OH)₂,说明含NaOH和CuSO₄,反应为2NaOH + CuSO₄=Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄。②滤液A加Ba(NO₃)₂和稀硝酸生成白色沉淀(BaSO₄),证明含SO₄²⁻(来自CuSO₄);滤液B加AgNO₃生成AgCl,证明含Cl⁻(KCl);无法确定是否含NaNO₃(无特征反应)。③过量Ba(NO₃)₂和稀硝酸可完全沉淀SO₄²⁻,避免其与AgNO₃生成Ag₂SO₄微溶干扰Cl⁻检验。
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