Question

某研究性学习小组用ZRY-1型热重分析仪对12.5克硫酸铜晶体（CuSO₄?5H₂O）进行热重分析，随温度的升高，硫酸铜晶体依次发生下列反应．
a．CuSO₄?5H₂O

258℃  .

CuSO₄+5H₂O
b．CuSO₄

600℃  .

CuO+SO₃↑，2SO₃

△

2SO₂+O₂
c.4CuO

1000℃  .

2Cu₂O+O₂↑
请回答下列问题：
（1）实验过程中热重分析仪测得残留固体质量为3.8g，试推断该固体的组分是

 

（写化学式），其对应的物质的量之比是

 

．
（2）热重分析仪加热晶体至恒重后，将全部气体导出，通入氢氧化钡溶液充分反应，所得沉淀经过滤、洗涤、干燥，质量为

 

g．

Answer 1

分析：（1）先计算出硫酸铜晶体的物质的量，然后根据极限法计算出硫酸铜、氧化铜、氧化亚铜的质量，根据计算结果判断残留固体成分，然后列式计算出残留固体的物质的量之比；
（2）根据硫元素质量守恒定律可知生成三氧化硫、二氧化硫的总物质的量为硫酸铜晶体的物质的量，三氧化硫、二氧化硫、氧气混合气体与氢氧化钡生成硫酸钡沉淀，据此计算出沉淀质量．

解答：解：（1）12.5克硫酸铜晶体（CuSO₄?5H₂O）的物质的量为：

12.5g

250g/mol

=0.05mol，
若固体为硫酸铜，则固体质量为：160g/mol×0.05mol=9.0g；
若固体为氧化铜，则固体的质量为：80g/mol×0.05mol=0.4g＞3.8g；
若固体为Cu₂O，则固体的质量应该为：144g/mol×

1

2

×0.05mol=3.6g＜3.8g，所以固体为Cu₂O、CuO的混合物；
设Cu₂O的物质的量为xmol，CuO物质的量为ymol，则

2x+y=0.05 144x+80y=3.8

，解得：

x=0.0125 y=0.025

，
所以Cu₂O、CuO的物质的量之比为0.0125mol：0.025mol=1：2，
故答案为：Cu₂O、CuO；1：2；
（2）能够与氢氧化钡反应的气体为二氧化硫，根据反应方程式CuSO₄

600℃  .

CuO+SO₃↑、2SO₃

△

2SO₂+O₂可知，生成二氧化硫的物质的量等于硫酸铜的物质的量，可以分解生成三氧化硫、二氧化硫的物质的量为0.05mol，三氧化硫、二氧化硫、氧气与氢氧化钡溶液反应生成0.05mol硫酸钡，生成硫酸钡的质量为233g/mol×0.05mol=11.65g，
故答案为：11.65．

点评：本题考查了有关化学反应的简单计算，题目难度中等，注意掌握根据化学方程式进行的简单计算方法，（2）为易错点，注意最终得到的沉淀为硫酸钡．