问题 计算题

胆矾晶体是硫酸铜的结晶水合物,其化学式为CuSO4•5H2O。在加热情况下,按温度不同,胆矾晶体会历经一系列的变化,得到不同组成的固体。

(1)称取0.1000 g含有杂质的胆矾试样于锥形瓶中,加入0.1000 mol/L氢氧化钠溶液28.00 mL,反应完全后,过量的氢氧化钠用0.1000 mol/L硫酸滴定到终点,消耗硫酸10.08 mL,则试样中胆矾的质量分数为___________。

(已知:CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4;试样中的杂质不与酸、碱反应)

(2)将1.250 g纯净的胆矾晶体置于坩埚中加热一段时间,测得剩余固体质量为0.960 g。剩余固体中结晶水的质量分数为__________(保留三位小数)。

(3)将无水硫酸铜加热至650℃以上,可得到黑色的氧化铜与三氧化硫、二氧化硫和氧气的混合气体。现将9.600 g无水硫酸铜充分加热分解为氧化铜,将生成的气体通过足量的吸收剂(碱石灰),吸收剂增重4.416 g。计算最终吸收剂中硫酸盐与亚硫酸盐的物质的量之比。

(4)无水硫酸铜受热分解成氧化铜之前,有一种黄色中间产物X出现,其化学式可以表示为CuaOb(SO4)c(a、b、c为整数)。将X放入水中,有不溶的蓝色沉淀Y生成(化学式为CuSO4·nCu(OH)2),同时还有2/3的硫酸根溶于水。若对Y进行加热脱水,将失去11.9%的质量。已知X和Y均可溶于稀硫酸。通过计算确定X和Y的化学式。

答案

(1)0.98(3分);

(2)0.167(3分);

(3)3:2(4分);            

(4)X:Cu2OSO4(2分);Y:CuSO4·3Cu(OH)2(2分)

解题过程:

先计算Y的化学式:;解得x=3

故为CuSO4·3Cu(OH)2

由2/3硫酸根溶于水,且Y可溶于稀硫酸可知溶解的成分为CuSO4,且物质的量为沉淀的2倍。由此可知黄色中间产物含有Cu2+、SO42-的个数比为2:1,根据电荷守恒可知其化学式为Cu2OSO4

题目分析:(1)n(NaOH)="0.1000" mol/L*0.028mL=2.8*10-3mol,n(H2SO4 )="0.1000" mol/L*0.0108 L=1.08*10-3mol,和胆矾反应的氢氧化钠物质的量为:2.8*10-3mol-2.16*10-3mol=6.4*10-4mol胆矾的物质的量为3.2*10-4mol,质量为3.2*10-4*250g,则其质量分数为3.2*10-4*250g/0.1g=0.8。

(2)1.250 g 纯净的胆矾晶体中硫酸铜的质量为1.25*160/250=0.8g,剩余固体质量为0.960 g中水的质量为0.16g,剩余固体中结晶水的质量分数为0.16/0.96=0.167。

(3)9.600 g无水硫酸铜的物质的量为0.06mol,吸收剂增重4.416 g,这是生成的二氧化硫和三氧化硫的质量之和。设二氧化硫和三氧化硫的物质的量分别为x,y,则有x+y=0.06, 64x+80y=4.416。解得y=0.036,x=0.024,两者物质的量之比为3:2。

(4)先计算Y的化学式:;解得x=3   故为CuSO4·3Cu(OH)2。由2/3硫酸根溶于水,且Y可溶于稀硫酸可知溶解的成分为CuSO4,且物质的量为沉淀的2倍。由此可知黄色中间产物含有Cu2+、SO42-的个数比为2:1,根据电荷守恒可知其化学式为Cu2OSO4

名词解释
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