Question

20．胆矾晶体部分失水后得到某硫酸铜晶体（CuSO₄•xH₂O），华雪同学为研究CuSO₄•xH₂O加热后所得物质的组成，做了以下实验：取10.7gCuSO₄•xH₂O晶体加热使其分解，绘制出固体的质量随温度的变化关系图．（资料：CuSO₄•x H₂O的相对分子质量为：160+18x）
如图所示，到t₁℃时该固体完全失去结晶水，（化学方程式为：CuSO₄•xH₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO₄+xH₂O↑）
（1）计算该硫酸铜晶体（CuSO₄•xH₂O）中x的值．
（2）硫酸铜晶体中铜元素的质量分数是多少？（准确到0.1%）
（3）升温到t₂℃，残留固体是黑色物质，则黑色固体是CuO．

Answer 1

分析 （1）根据胆矾晶体受热分解的化学方程式和胆矾与结晶水的质量，列出比例式，就可计算出胆矾晶体中x的值；
（2）根据计算出的x确定硫酸铜晶体和化学式，再求出铜元素的质量分数；
（3）因为升温到t₂℃时是硫酸铜受热继续分解，根据质量守恒定律，生成物质中一定有Cu，预测黑色物质．

解答 解：（1）通过分析题意和图象中的数据可知，
     CuSO₄•xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+xH₂O↑
                  160     18x
                 8.0g  （10.7-8.0）g 
        $\frac{160}{8g}$=$\frac{18x}{10.7g-8g}$
              x=3          
（2）所以硫酸铜晶体的化学式为CuSO₄•3H₂O，铜元素的质量分数为：$\frac{64}{64+32+64+54}$×100%=29.9%；
（3）根据原子守恒，黑色物质中一定含有铜，化学式CuO．
故答案为：（1）3；
（2）29.9%；
（3）CuO．

点评 本题主要考查学生运用所学化学知识综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力