Question

取25.0 g CuSO₄·5H₂O晶体，加热使之均匀缓慢升温至1 000 ℃，并恒温1小时，将带火星的木条插入产生的气体中，木条可以复燃。试通过计算回答下列问题。（已知：在1 000 ℃时，Cu⁺比Cu²⁺稳定）。

以下是加热过程中发生的化学反应：

CuSO₄·5H₂OCuSO₄+5H₂O↑

CuSO₄CuO+SO₃↑  4CuO2Cu₂O+O₂↑

2SO₃2SO₂+O₂

（1）充分反应后，最终固体产物颜色为____________，其质量为_________g。

（2）在某中间温度时，固体产物质量能否为10 g？_________（填“能”或“不能”）。如可能，请计算其组成和质量，如不可能，请说明理由___________________________________。

（3）如果某同学在做此实验时，最后得到固体质量为7.6 g，试计算该固体的组成和质量。

（4）不考虑实验带来的误差，在该反应条件下最终生成气态产物除去水后，物质的量可能为_________。

A.0.10 mol           B.0.15 mol         C.0.20 mol

Answer 1

（1）红色  7.2

（2）能，产物中有CuO 6 g,CuSO₄ 4 g

（3）Cu₂O 3.6 g  CuO 4 g

（4）B

解析：（1）2CuSO₄·5H₂O—Cu₂O

                       2×250           144

                        25.0 g             x

x=7.2 g

（2）若产物全部为CuSO₄，则质量为16 g，若产物全部为CuO，则质量为8 g。

所以10 g固体中含有CuSO₄和CuO，设CuSO₄和CuO的物质的量分别为x、y，

x+y=0.1 mol

160 g·mol·L^-1x+80 g·mol·L^-1y=10 g

解得x=0.025 mol,y=0.075 mol

即CuSO₄：4 g,CuO：6 g

（3）若产物全部是CuO，则质量为8 g，若产物全部是Cu₂O，则质量为7.2 g，所以7.6 g固体中含有Cu₂O和CuO，则有：

2n(Cu₂O)+n(CuO)=0.1 mol

144 g·mol·L^-1·n(Cu₂O)+80 g·mol·L^-1n(CuO)=7.6 g

解得n(Cu₂O)=0.025 mol，则m(Cu₂O)=3.6 g

n(CuO)=0.05 mol，则m(CuO)=4 g