Question

15．某学生为确定【Cu_a（OH）_b（CO₃）_c•dH₂O】（a、b、c、d均为整数）的组成，进行如下实验：
①准确称取一定质量的固体样品，经过充分焙烧，直到质量不再变化为止，在干燥器中冷却，最后得到固体4.80g．
②称取①等质量的固体样品，经过充分焙烧，直到质量不再变化为止，把所产生的气体依次通过盛有足量浓硫酸的洗气瓶、装有碱石灰的干燥管，它们分别增重1.08g和0.88g．
根据以上实验数据计算确定【Cu_a（OH）_b（CO₃）_c•dH₂O】的组成．（写出计算过程）

Answer 1

分析 据焙烧得到固体4.80g，故n（CuO）=$\frac{m（CuO）}{M}$=$\frac{4.8g}{64g/mol}$=0.075mol，根据铜原子守恒，n（Cu）=n（CuO）=0.075mol，浓硫酸的作用是吸水其增重1.08g，故m（H₂O）=1.08g，则n总（H₂O）=$\frac{1.08g}{18g/mol}$=0.06mol；碱石灰增重0.88g，故m（CO₂）=0.88g，则n（CO₂）=$\frac{0.88g}{44g/mol}$=0.02mol，根据碳原子守恒，n（CO₃^2-）=n（CO₂）=0.02mol，则a：c=n（Cu）：n（CO₂）=0.075mol：0.02mol=15：4，故当a=15时，c=4，根据电荷守恒，2a=b+2c，则30=b+8，b=22，故0.005molCu₁₅（OH）₂₂（CO₃）₄•dH₂O中n（OH^-）=0.005mol×22=0.11mol，根据氢原子守恒，则0.11+0.005×2d=0.06×2，故d=1，故a=15，b=22，c=4，d=1，以此确定化学式．

解答 解：焙烧得到固体4.80g，故n（CuO）=$\frac{m（CuO）}{M}$=$\frac{4.8g}{64g/mol}$=0.075mol，根据铜原子守恒，n（Cu）=n（CuO）=0.075mol，浓硫酸的作用是吸水其增重1.08g，故m（H₂O）=1.08g，则n总（H₂O）=$\frac{1.08g}{18g/mol}$=0.06mol；碱石灰增重0.88g，故m（CO₂）=0.88g，则n（CO₂）=$\frac{0.88g}{44g/mol}$=0.02mol，根据碳原子守恒，n（CO₃^2-）=n（CO₂）=0.02mol，则a：c=n（Cu）：n（CO₂）=0.075mol：0.02mol=15：4，故当a=15时，c=4，根据电荷守恒，2a=b+2c，则30=b+8，b=22，故0.005molCu₁₅（OH）₂₂（CO₃）₄•dH₂O中n（OH^-）=0.005mol×22=0.11mol，根据氢原子守恒，则0.11+0.005×2d=0.06×2，故d=1，故a=15，b=22，c=4，d=1，
故答案为：Cu₁₅（OH）₂₂（CO₃）₄•1H₂O．

点评 本题考查探究物质的组成，侧重考查分析、计算能力，明确各个过程发生的反应是解本题关键，难点是化学式的确定，题目难度中等．