Question

11．某化学小组为了测定生石膏的组成（CaSO₄•xH₂O），即测x值，做了如下实验：将含结晶水的硫酸钙放在坩埚中加热，加热前和加热后都进行称量．随着实验次数的增加，加热的时间不断延长．它们在实验中将数据整理如下：

实验顺序 （按序延长加热时间）	固体质量/g
	加热前	加热后
1	3.44	3.26
2	3.44	3.12
3	3.44	2.90
4	3.44	2.90
5	3.44	2.80
6	3.44	2.78
7	3.44	2.72
8	3.44	2.72

利用数据可绘制成如图象：
（1）利用实验数据，通过计算推断生石膏的化学式．
（2）通过计算解释图象中出现AB段的原因．

Answer 1

分析 根据题意可知加热前和加热后质量的减少量就是生成水的质量，由实验数据知3.44g CaSO₄•xH₂O完全分解得到无水CaSO₄2.72g，可知生成水的质量为：3.44g-2.72g=0.72g，由水的质量和硫酸钙的质量可推算出生石膏的化学式，再根据A-B段时石膏的质量为2.90g，其中CaSO₄2.72g，H₂O0.18g，所以图象中产生AB段的原因是石膏的质量为2.90g，其中CaSO₄2.72g，H₂O0.18g．此时其化学式可表示为2CaSO₄•H₂O．该物质化学性质稳定，受热不易分解．

解答 （1）解：石膏加热分解减少的质量就是水的质量，由实验数据知3.44g CaSO₄•xH₂O完全分解得到无水CaSO₄2.72g，则：
CaSO₄•xH₂O═CaSO₄+xH₂O
                       136    18x
                      2.72g    0.72g
即$\frac{136}{2.72g}=\frac{18x}{0.72g}$，解得x=2 所以石膏的化学式为CaSO₄•2H₂O．
（2）由实验数据知在A-B段时石膏的质量为2.90g，其中CaSO₄2.72g，H₂O 0.18g．此时其化学式可表示为2CaSO₄•H₂O．
故答案为：
（1）CaSO₄•2H₂O；
（2）原因是石膏的质量为2.90g，根据图中数据可知最后固体质量不变，说明已经没有了结晶水，即CaSO₄质量为2.72g，所以H₂O的质量为2.90g-2.72g═0.18g．则硫酸钙与水的质量比为：272：18，因为硫酸钙与水的相对分子质量比为136：18，所以硫酸钙前面应该放上2，所以此时其化学式可表示为2CaSO₄•H₂O．该物质化学性质稳定，受热不易分解．

点评 解答本题的主要的原因是反应前后质量的减少量就是生成水的质量，再根据实际情况进行进一步分析．