Question

1．測定硫酸銅晶體（CuSO₄•XH₂O）結晶含量的實驗流程如下：

回答下列問題：
（1）“冷卻”必須在干燥中進行，其原因是硫酸銅能和水反應；
（2）小夏實驗后得到以下數據（相對原子質量H：1O：16S：32Cu：64）：

加熱前質量		加熱后質量
m1（容器）	m2（容器+晶體）	m（容器+無水硫酸銅）
5.400g	7.900g	7.100g

根據以上數據計算該硫酸銅晶體樣品中結晶水的x的值為4，做此實驗時，最少應稱量4次．
（3）從下列分析中選出該學生產生實驗誤差的原因可能是abd．
a、硫酸銅晶體樣品中含有不可能分解的雜質
b、硫酸銅晶體樣品未加熱完全就開始冷卻
c、加熱過程中晶體有少量濺出
d、加熱完畢后，露置在空氣中冷卻
e、加熱前晶體潮濕帶水
（4）另一小組稱取2.500g純的膽礬晶體逐漸升溫使其失水，并準確測定不同溫度下剩余固體的質量（m）得到如圖3所示的實驗結果，則加熱溫度在110℃時硫酸銅結晶水合物的化學式為CuSO₄•3H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據硫酸銅的化學性質來分析；
（2）根據結晶水合物中，結晶水的質量=m（容器十晶體）-m（容器十無水硫酸銅），據化學方程式可以計算結晶水x的值；
（3）在測定中若被測樣品中含有加熱揮發的雜質或實驗前容器中有水，都會造成測量結果偏高、偏低．
（4）根據CuSO₄、結晶水物質的量確定化學式．

解答 解：（1）因為硫酸銅能與水發生化學反應，為了防止硫酸銅吸收空氣中的水蒸氣，所以必須在干燥皿中進行冷卻；故填：硫酸銅能和水反應；
（2）由表格中的數據，硫酸銅晶體的質量為7.9g-5.4g=2.5g，水的質量：7.9g-7.1g=0.8g，
則CuSO ₄．xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO ₄+xH₂O，
      160+18x                            18x
        2.5g                                 0.8g
$\frac{160+18x}{2.5g}=\frac{18x}{0.8g}$
解得x≈4，
故答案為：4；
 多次稱量可以減少誤差，至少稱量4次；故填：4；
（3）硫酸銅晶體中，x的值為5，該誤差是水測定結果偏小造成的．
a．硫酸銅晶體中含不可能分解的雜質，會導致測定的硫酸銅的質量偏大，測定的水的質量偏小，符合題意；
b．硫酸銅晶體樣品未加熱完全就開始冷卻，會導致測定的硫酸銅的質量偏大，測定的水的質量偏小，符合題意；
c．加熱過程中有少量晶體濺出，導致水的質量測定結果偏大，不合題意；
d．加熱完畢后，露置在空氣中冷卻，會造成吸水而導致測定的硫酸銅的質量偏大，測定的水的質量偏小，符合題意；
e．實驗前，晶體表面有吸附水，加熱后水揮發，而造成加熱前后固體的質量差偏大，使x值偏大，不合題意．
故填：abd；
（4）2.500g膽礬的物質的量為2.500g÷250g/mol=0.01mol，其中含結晶水的物質的量為0.05mol；102～113℃之間失去結晶水質量為2.500g-2.140g=0.360g，其物質的量為0.360g÷18g/mol=0.02mol；加熱溫度在110℃時，剩余固體中CuSO₄與結晶水的物質的量之比為0.01mol：（0.05mol-0.02mol）=1：3，故化學式為CuSO₄•3H₂O，故填：CuSO₄•3H₂O．

點評 本題考查了實驗室測定硫酸銅晶體結晶水含量實驗，對失水得到產物的分析判斷以及對實驗結果產生的誤差的原因進行分析是解答的關鍵，題目難度中等．