Question

16．根据实验室中测定硫酸铜晶体（CuSO₄•XH₂O）结晶水含量的实验，填写下列空白：
（1）从下列仪器选出无需用到的仪器是（用标号字母填写）C，E，I．
（A） 电子天平  （B） 坩埚钳  （C） 试管夹  （D） 酒精灯  （E） 蒸发皿
（F） 玻璃棒  （G） 坩埚  （H） 干燥器  （I） 石棉网  （J） 三脚架  （K）泥三角
除上述仪器外，还需要的仪器是研钵、药匙．
（2）某学生实验后得到以下数据：

加热前质量		加热后质量
W1（容器）	W2（容器+晶体）	W3（容器+无水硫酸铜）
5.4g	7.9g	6.8g

请写出结晶水含量（H₂O%）和X的值的计算公式（用W₁、W₂、W₃表示）
H₂O%=44%，X=7.0，该生测定结果是偏高还是偏低？偏高．
（3）从下列分析中选出该学生产生实验误差的原因可能是（填写字母）AB．
（A） 加热过程中晶体有少量溅失；
（B） 加热前称量时容器未完全干燥；
（C） 最后两次加热后的质量相差较大（大于0.1克）；
（D） 加热后容器未放入干燥器中冷却；
（4）测定硫酸铜晶体中结晶水的含量，至少在天平上进行四次称量，第三、四次称量的目的是进行恒重操作．

Answer 1

分析 （1）首先根据实验步骤中的各步操作，确定所需的实验仪器，硫酸铜晶体里结晶水含量的测定用到天平、坩埚、玻璃棒、坩埚钳、干燥器、泥三角、三脚架等仪器；
（2）①根据结晶水合物中，结晶水的质量=m（容器十晶体）-m（容器十无水硫酸铜），据化学方程式可以计算结晶水的含量及x的值，并判断结合的偏差；
（3）在测定中若被测样品中含有加热挥发的杂质或实验前容器中有水，都会造成测量结果偏高、偏低；
（4）根据测定硫酸铜晶体中结晶水的正确操作方法进行判断．

解答 解：（1）测定CuSO₄•nH₂O的结晶水含量，方法是：称量样品→在坩埚中加热→冷却→称量无水盐，所以称量需天平，研钵常用于研磨固体物质或进行粉末状固体的混和，将硫酸铜晶体碾碎时需要用到的仪器名称为研钵、药匙，坩埚是实验室常用于灼烧固体物质的仪器，加热硫酸铜晶体需要将其盛放在坩埚中，所以不需要用的仪器为C，E，I，同时还需要仪器为研钵、药匙，
故答案为：C，E，I；玻璃棒；坩埚钳、干燥器、泥三角、三脚架中的任意两个；
（2）由表格中的数据，硫酸铜晶体的质量为 W₂-W₁=7.9g-5.4g=2.5g，水的质量：W₃-W₂=7.9g-6.8g=1.1g，H₂O%=$\frac{1.1g}{2.5g}$×100%=44%，
则CuSO₄．xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+xH₂O，
      160+18x                         18x
        2.5g                            1.1g
   W₂-W₁ W₃-W₁
$\frac{160+18x}{{W}_{2}-{W}_{1}}$=$\frac{18x}{{W}_{3}-{W}_{1}}$，解得X=$\frac{80（{W}_{3}-{W}_{1}）}{9（{W}_{2}-{W}_{3}）}$；$\frac{160+18x}{2.5}$=$\frac{18x}{1.1}$，解得x≈7.0＞5，所以该测定结果偏高，
故答案为：44%；7.0；偏高；
（3）（A） 加热过程中晶体有少量溅失，导致无水硫酸铜的质量测定结果偏大，故A偏高；
（B） 加热前称量时容器未完全干燥，导致水的质量测定结果偏大，故B偏高；
（C） 最后两次加热后的质量相差较大（大于0.1克），会导致测定的硫酸铜的质量偏大，测定的水的质量偏小，故C偏小；
（D） 加热后容器未放入干燥器内冷却，无水硫酸铜在高温下重新吸收水分，会导致测定的硫酸铜的质量偏大，测定的水的质量偏小，故D偏小，
故选AB．
（4）在硫酸铜结晶水含量的测定实验中，实验中的加热、冷却、称量的操作步骤要重复进行，直至连续两次称量的差不超过0.1 g为止，一般情况下，至少在天平上进行四次称量，第三、四次称量的目的是进行恒重操作，
故答案为：恒重．

点评 本题考查了实验室测定硫酸铜晶体结晶水含量实验，对失水得到产物的分析判断以及对实验结果产生的误差的原因进行分析是解答的关键，题目难度中等．