Question

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0.1000g含有杂质的胆矾试样于锥形瓶中，加入0.1000mol/L氢氧化钠溶液28.00mL，反应完全后，过量的氢氧化钠用0.1000mol/L硫酸滴定到终点，消耗硫酸10.08mL，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1.250g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0.960g．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9.600g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4.416g．计算最终吸收剂中硫酸盐与亚硫酸盐的物质的量之比．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算,化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）CuSO₄和NaOH溶液反应方程式为CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄，剩余的NaOH和H₂SO₄反应方程式为2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O，根据2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O计算参加反应的NaOH的物质的量，再根据CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄计算硫酸铜的物质的量，根据Cu原子守恒计算胆矾质量，从而计算胆矾质量分数；
（2）先计算胆矾的物质的量，再根据胆矾的化学式计算结晶水的物质的量，加热过程中固体减少的质量为结晶水的质量，从而计算最终得到的固体中水的质量，再结合质量分数公式进行计算；
（3）碱石灰具有碱性，能吸收SO₂和SO₃，所以吸收剂增加的质量为SO₂和SO₃质量，无水硫酸铜的物质的量=

9.600g

160g/mol

=0.06mol，根据CuSO₄中原子守恒得n（SO₂）+n（SO₃）=n（CuSO₄）=0.06mol，设二氧化硫和三氧化硫的物质的量，利用二氧化硫和三氧化硫的质量、原子守恒进行计算．

解答： 解：（1）CuSO₄和NaOH溶液反应方程式为CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄，剩余的NaOH和H₂SO₄反应方程式为2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O，根据2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O知，参加该反应的n（NaOH）=2n（H₂SO₄）=2×0.1000mol/L×0.01008L=0.002016mol，和CuSO₄反应的n（NaOH）=0.1000mol/L×0.028L-0.002016mol=0.000784mol，根据CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄知，n（CuSO₄）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×0.000784mol=0.000392mol，根据Cu原子守恒得n（CuSO₄）=n（CuSO₄?5H₂O）=0.000392mol，胆矾的质量=250g/mol×0.000392mol=0.098g，其质量分数=

0.098g

0.1000g

×100%=98%，
故答案为：98%或0.98；
（2）1.250g纯净胆矾的物质的量=

1.250g

250g/mol

=0.005mol，根据CuSO₄?5H₂O知，水的物质的量为0.025mol，胆矾中水的质量=0.025mol×18g/mol=0.45g，加热过程中，固体减少的质量为水的质量，则固体中还剩余水的质量=0.45g-（1.250g-0.960g）=0.16g，剩余固体中结晶水的质量分数=

0.16g

0.96g

×100%=16.7%，
故答案为：16.7%；
（3）碱石灰具有碱性，能吸收SO₂和SO₃，所以吸收剂增加的质量为SO₂和SO₃质量，无水硫酸铜的物质的量=

9.600g

160g/mol

=0.06mol，根据CuSO₄中原子守恒得n（SO₂）+n（SO₃）=n（CuSO₄）=0.06mol，设二氧化硫和三氧化硫的物质的量分别为x、y，

x+y=0.06 64x+80y=4.416

解得

x=0.024 y=0.036

，
根据S原子守恒得n（SO₂）=n（亚硫酸盐）=0.024mol，n（SO₃）=n（硫酸盐）=0.036mol，
则硫酸盐和亚硫酸盐的物质的量之比=0.036mol：0.024mol=3：2，
答：硫酸盐和亚硫酸盐的物质的量之比为3：2．

点评：本题考查混合物的计算，侧重考查学生分析问题和计算能力，根据方程式中各个物理量之间的关系再结合原子守恒分析解答，题目难度中等．