Question

【题目】5.00g CuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如下图所示。

请回答下列问题：

（1）试确定110℃时固体物质的化学式_____________________；

（2）取200℃所得样品，加热至280oC, 该反应的化学方程式为：_______________；

（3）将280oC所得产物在570℃下灼烧得到的主要产物是1.60g黑色粉末和一种氧化性气体，黑色粉末的化学式为______________。

（4）把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体其存在的最高温度是______；

（5）天平两端各放一只质量相等的烧杯，内盛等体积等浓度的足量稀盐酸，将物质的量都为amol的铝和镁分别放入左盘和右盘的烧杯中，反应完毕后，在哪一盘的烧杯中加入多少克同种金属才能平衡 ________。

Answer 1

【答案】CuSO4·3H2O CuSO4·H2OCuSO4+H2O CuO 102℃ 右盘 24a/11g镁

【解析】

由图分析可知CuSO4·5H2O受热到102℃时开始脱水分解，113℃时可得到较稳定的一种中间物，到258℃时才会继续分解，根据分解前后固体质量的变化即可确定此时固体物质的化学式，据此解答。

（1）CuSO4·5H2O受热到102℃时开始脱水分解，113℃时可得到较稳定的一种中间物，102℃时固体质量减少5.00g－4.28g＝0.72g，即产生水的物质的量是0.72g÷18g/mol＝0.04mol，原固体的物质的量是5.00g÷250g/mol＝0.02mol，共含有0.1mol水，则此时晶体中水的物质的量是0.1mol－0.04mol＝0.06mol，所以结晶水和硫酸铜的物质的量之比是0.06：0.02＝3：1，则110℃时固体物质的化学式CuSO4·3H2O；

（2）113℃时固体质量减少5.00g－3.56g＝1.44g，即产生水的物质的量是1.44g÷18g/mol＝0.08mol，则此时晶体中水的物质的量是0.1mol－0.08mol＝0.02mol，所以结晶水和硫酸铜的物质的量之比是0.02：0.02＝1：1，则113℃时固体物质的化学式CuSO4·H2O；258℃时固体质量减少5.00g－3.20g＝1.8g，即产生水的物质的量是1.8g÷18g/mol＝0.1mol，则此时晶体中水的物质的量是0.1mol－0.1mol＝0，所以258℃时固体物质的化学式CuSO4，因此取200℃所得样品，加热至280oC时反应的化学方程式为CuSO4·H2OCuSO4+H2O；

（3）0.02mol胆矾可以得到0.02mol氧化铜，质量是0.02mol×80g/mol＝1.60g，所以温度为570℃灼烧得到的黑色粉末应是CuO，氧化性气体则为SO3；

（4）把该黑色粉末溶解于稀硫酸中生成硫酸铜和水，经浓缩、冷却，有晶体析出，得到的晶体为CuSO45H2O，根据图像可知其存在的最高温度是102℃；

（5）根据题意，物质的量分别都为a mol的铝和镁两种金属，分别发生反应

2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑ 增重

2mol 2×27g-3×2g＝48g

amol 24ag

Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑ 增重

1mol 24g-2g＝22g

amol 22ag

则右盘增重小，所以右盘的烧杯轻，设应在右盘加入xmol镁才能平衡，根据方程式可知

Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑ 增重

1mol 24g-2g＝22g

（a+x）mol 22（a+x）g

因此有22（a+x）g＝24ag

解得x＝a/11

即应在右盘加入24a/11克镁才能平衡。