Question

15．0.80g 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）如图所示．
请回答下列问题：
（1）试确定200℃时固体物质的化学式CuSO₄•H₂O．
（2）取270℃所得样品，于570℃灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为CuSO₄$\frac{\underline{\;570℃\;}}{\;}$CuO+SO₃↑；把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为CuSO₄•5H₂O，其存在的最高温度是102℃；
（3）上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）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；在200℃时失去的水的质量为0.80g-0.57g=0.23g，根据相应的化学方程式即可确定此时固体物质的化学式；
（2）温度为570℃灼烧得到的黑色粉末是CuO，氧化性气体则为SO₃，反应方程式为：CuSO₄ $\frac{\underline{\;570℃\;}}{\;}$CuO+SO₃↑；CuO与稀硫酸反应的产物是硫酸铜和水，蒸发浓缩、冷却得到的晶体为CuSO₄•5H₂O；根据图象分析其存在的最高102℃；
（3）根据浓硫酸具有强氧化性进行分析并写出有关的化学方程式．

解答 解：（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，到258℃时才会继续分解．在200℃时失去的水的质量为0.80g-0.57g=0.23g，
根据反应的化学方程式：
CuSO₄•5H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄•（5-n）H₂O+nH₂O
250                           18n
0.80g                      0.80g-0.57g=0.23g
$\frac{250}{18n}=\frac{0.80}{0.23}$，解得n=4，
200℃时该固体物质的化学式为CuSO₄•H₂O，故答案为CuSO₄•H₂O；
（2）温度为570℃灼烧得到的黑色粉末应是CuO，氧化性气体则为SO₃，反应方程式为：CuSO₄ $\frac{\underline{\;570℃\;}}{\;}$CuO+SO₃↑；CuO与稀硫酸反应的产物是硫酸铜和水，
蒸发浓缩、冷却得到的晶体为CuSO₄•5H₂O；其存在的最高102℃．故答案为：CuSO₄ $\frac{\underline{\;570℃\;}}{\;}$CuO+SO₃↑； CuSO₄•5H₂O；102℃；
（3）SO₃与水反应生成硫酸，浓硫酸与铜加热反应的化学方程式为：2H₂SO₄（浓）+Cu $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．

点评 本题考查硫酸铜结晶水含量的测定、溶度积常数的计算以及物质的量浓度的有关计算，题目较为综合，分析图象信息是完成本题目的关键．