Question

13．测定硫酸铜晶体（CuSO₄•xH₂O）中x值的实验过程如下．完成下列填空：

（1）设待测硫酸铜晶体的化学式为CuSO₄•xH₂O，则该硫酸铜晶体受热失去全部结晶水的化学方程式为CuSO₄•xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+xH₂O．

a．研钵         b．镊子      c．坩埚     d．三角架
（2）下列是实验中用到的几种仪器，仪器与对应名称正确的是ac．（填序号）
（3）“冷却”操作应在干燥器（填仪器名称）中进行，“灼烧”时热源选用的是酒精灯而不是酒精喷灯，理由是酒精喷灯温度太高，容易使CuSO₄受热分解．
（4）恒重操作的目的是确保硫酸铜晶体失水完全．
（5）测定硫酸铜晶体结晶水含量时，若实验结果偏低，原因可能是d．（填序号）
a．坩埚未完全干燥b．加热过程中晶体有少量溅失
c．坩埚上沾有受热不分解的杂质d．加热后未放入干燥器中冷却
（6）下面是某学生实验的一次数据，请完成计算

加热前质量		加热后质量
m1	m2	m3	m4
11.721g	22.692g	18.631g	a

（1）若无需再进行第三次称量，则a的数值范围应为18.630-18.632．
（2）若加热后坩埚与固体总质量为18.631g，实测值x=5.22（保留两位小数）
（3）若理论值x=5，则该实验的相对误差是4.4%．

Answer 1

分析 （1）硫酸铜晶体受热失去全部结晶水生成无水硫酸铜，根据元素守恒书写化学方程式；
（2）根据仪器的图可知其名称；
（3）为防止无水硫铜在冷却过程 中吸收空气中的水份，影响实验结果，冷却应在干燥器中，晶体加热时温度过高，硫酸铜会分解；
（4）恒重操作的目的是确保硫酸铜晶体失水完全；
（5）a．坩埚未完全干燥，会使测得的结晶水的质量偏大；
b．加热过程中晶体有少量溅失，会使测得的结晶水的质量偏大；
c．坩埚上沾有受热不分解的杂质，对测得的结晶水的质量没有影响；
d．加热后未放入干燥器中冷却，吸收了空气中的水份，会使测得的结晶水的质量偏小；
（6）（1）恒重操作时，两次固体质量差小于0.1g，据此判断；
（2）若加热后坩埚与固体总质量为18.631g，则结晶水的质量为4.061g，硫酸铜晶体的质量为10.971g，根据结晶水和无水硫酸铜的关系可确定x的值；
（3）根据相对误差=$\frac{绝对误差}{理论值}$×100%计算．

解答 解：（1）硫酸铜晶体受热失去全部结晶水生成无水硫酸铜，反应的化学方程式为CuSO₄•xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+xH₂O，
故答案为：CuSO₄•xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+xH₂O；
（2）根据仪器的图可知，a为研钵，b为坩埚钳，c为坩埚，d为泥三角，仪器与对应名称正确的是ac，
故答案为：ac；
（3）为防止无水硫铜在冷却过程 中吸收空气中的水份，影响实验结果，冷却应在干燥器中，酒精喷灯对晶体加热时温度过高，硫酸铜会分解，
故答案为：干燥器；酒精喷灯温度太高，容易使CuSO₄受热分解；
（4）恒重操作的目的是确保硫酸铜晶体失水完全，
故答案为：确保硫酸铜晶体失水完全；
（5）a．坩埚未完全干燥，会使测得的结晶水的质量偏大，会使实验结果偏高；
b．加热过程中晶体有少量溅失，会使测得的结晶水的质量偏大，会使实验结果偏高；
c．坩埚上沾有受热不分解的杂质，对测得的结晶水的质量没有影响；
d．加热后未放入干燥器中冷却，吸收了空气中的水份，会使测得的结晶水的质量偏小，会使实验结果偏低，
故选d；
（6）（1）恒重操作时，两次固体质量差小于0.1g，即a的值在18.630-18.632之间，
故答案为：18.630-18.632；
（2）若加热后坩埚与固体总质量为18.631g，则结晶水的质量为4.071g，硫酸铜晶体的质量为10.971g，根据$\frac{18x}{160+18x}=\frac{4.061}{10.971}$可得x=5.22，
故答案为：5.22；
（3）若理论值x=5，则该实验的相对误差是$\frac{5.22-5}{5}$×100%=4.4%，
故答案为：4.4%．

点评 本题考查了硫酸铜晶体中结晶水含量的测定，题目难度不大，注意掌握测定硫酸铜晶体结晶水含量的方法，明确实验过程中恒重称量的意义及硫酸铜晶体中结晶水的计算方法．