Question

硫酸铜晶体在不同温度下可失去部分或全部结晶水甚至分解成氧化物．某学生在不同温度下给8.000g硫酸铜晶体加热（温度逐渐升高），实验结果记录如下：

实验次序	温度（℃）	冷却后剩余固体的质量（g）
1	102	6.848
2	113	5.696
3	258	5.120
4	570	2.560

（1）第1次实验后，试样晶体失去结晶水的质量是

 

 g．
（2）通过计算确定第二次实验后固体物质的化学式为

 

．
（3）第四次实验后，剩余固体为一种黑色粉末（假设为纯净物），将该黑色粉末溶解于稀硫酸中，至少需要0.50mol/L的稀硫酸多少毫升？（写出计算过程）

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：8.000g硫酸铜晶体中结晶水的质量=8g×

90

250

=2.88g，硫酸铜的质量=8g-2.88g=5.12g，
（1）由表中数据可知，第1次加热后，固体质量减少8g-6.848g=1.152g＜2.88g，故第1次质量减少为试样晶体失去的部分结晶水的质量；
（2）第2次加热后，固体质量减少8g-5.696g=2.304g＜2.88g，故第2次加热后，没有完全失去结晶水，计算剩余结晶水的质量，根据n=

m

M

计算硫酸铜、剩余结晶水的物质的量，据此确定此时化学式；
（3）第3次加热后，固体质量为5.12g，等于样品中硫酸铜的质量，故此时完全失去结晶水，剩余固体为硫酸铜，第4次实验后，剩余固体为一种黑色粉末（假设为纯净物），说明硫酸铜完全分解，该黑色粉末为CuO，与硫酸发生反应：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，根据Cu元素守恒计算该反应生成的n（CuSO₄），再根据硫酸根守恒可知n（H₂SO₄）=n（CuSO₄），进而计算需要硫酸的体积．

解答： 解：8.000g硫酸铜晶体中结晶水的质量=8g×

90

250

=2.88g，硫酸铜的质量=8g-2.88g=5.12g，
（1）由表中数据可知，第1次加热后，固体质量减少8g-6.848g=1.152g＜2.88g，故第1次质量减少为试样晶体失去的部分结晶水的质量，即试样晶体失去结晶水的质量是1.152g，
故答案为：1.152；
（2）第2次加热后，固体质量减少8g-5.696g=2.304g＜2.88g，故第2次加热后，没有完全失去结晶水，剩余结晶水的质量=2.88g-2.304g=0.576，其物质的量=

0.576g

18g/mol

=0.032mol，晶体中硫酸铜的我孩子到了=

5.12g

160g/mol

=0.032mol，故此时剩余物质中n（n（CuSO₄）：n（H₂O）=0.032mol：0.032mol=1：1，则此时剩余物质的化学式为：CuSO₄?H₂O，
故答案为：CuSO₄?H₂O；
（3）第3次加热后，固体质量为5.12g，等于样品中硫酸铜的质量，故此时完全失去结晶水，剩余固体为硫酸铜，第4次实验后，剩余固体为一种黑色粉末（假设为纯净物），说明硫酸铜完全分解，该黑色粉末为CuO，与硫酸发生反应：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，根据整个过程中Cu元素守恒，可知该反应生成n（CuSO₄）=0.032mol，根据硫酸根守恒可知n（H₂SO₄）=n（CuSO₄）=0.032mol，故需要硫酸的体积=

0.032mol

0.5mol/L

=0.064l=64mL，
答：需要硫酸的体积为64mL．

点评：本题考查根据方程式进行的计算，侧重对实验数据的分析处理能力的考查，判断各阶段发生的反应是解题关键，难度中等．