题目内容

14．以下是某同学测定硫酸铜晶体（CuSO4•xH2O）中结晶水含量的实验方案．
实验用品：硫酸铜晶体、研钵、干燥器、坩埚、三脚架、玻璃棒、钥匙、托盘天平．
实验步骤：
①准确称量一个干净、干燥的坩埚；
②在坩埚中加入一定量的硫酸钠晶体试样，称重，将称量的试样放入研钵中研细，再放回到坩埚中；
③将盛有试样的坩埚加热，待晶体变成白色粉末时，停止加热；
④将步骤③中的坩埚放入干燥器，冷却至室温后，称重；
⑤将步骤④中的坩埚再加热一定时间，放入干燥器中冷却至室温后称量．重复本操作，直至两次称量的质量差不超过0.1g为止；
⑥计算硫酸铜晶体化学式中x的实验值；
分析该方案并回答下面问题：
（1）硫酸铜不能放置在空气中冷却的原因是在空气中冷却会吸收空气中的水蒸气，会使测得的结晶水的含量偏小；
（2）步骤⑤的目的是确保硫酸铜晶体中水充分失去；
（3）若坩埚的质量为m，坩埚与硫酸铜晶体的质量为m1，加热后称量坩埚与无水硫酸铜的质量为m2，则晶体CuSO4•xH2O中，x=$\frac{80（{m}_{1}-{m}_{2}）}{9（{m}_{1}-{m}_{\;}）}$（写表达式）
（4）下面的情况有可能造成测试结果偏高的是BDF（填序号）．
A．试样中含有加热不挥发的杂质     B．试样中含有加热易挥发的杂质
C．测试前试样已有部分脱水         D．实验前坩埚未完全干燥
E．晶体加热脱水不完全            F．加热时有晶体溅出．

分析 （1）硫酸铜放置在空气中冷却会吸收空气中的水蒸气，形成硫酸铜晶体；
（2）通过步骤⑤是恒重实验，可以确保硫酸铜晶体中水充分失去；
（3）若坩埚的质量为m，坩埚与硫酸铜晶体的质量为m1，则硫酸铜晶体的质量为m1-m，加热后称量坩埚与无水硫酸铜的质量为m2，则结晶水的质量为m1-m2，据此计算x；
（4）A．试样中含有加热不挥发的杂质，则会导致测出的水的质量偏小；
 B．试样中含有加热易挥发的杂质，则会导致测出的水的质量偏大；
C．测试前试样已有部分脱水，则会导致测出的水的质量偏小；
 D．实验前坩埚未完全干燥，则会导致测出的水的质量偏大；
E．晶体加热脱水不完全则会导致测出的水的质量偏小；
 F．加热时有晶体溅出，则会导致测出的水的质量偏大；

解答 解：（1）硫酸铜放置在空气中冷却会吸收空气中的水蒸气，形成硫酸铜晶体，影响实验的结果，会使测得的结晶水的含量偏小，
故答案为：在空气中冷却会吸收空气中的水蒸气，会使测得的结晶水的含量偏小；
（2）通过步骤⑤是恒重实验，可以确保硫酸铜晶体中水充分失去，
故答案为：确保硫酸铜晶体中水充分失去；
（3）若坩埚的质量为m，坩埚与硫酸铜晶体的质量为m1，则硫酸铜晶体的质量为m1-m，加热后称量坩埚与无水硫酸铜的质量为m2，则结晶水的质量为m1-m2，根据$\frac{18x}{160+18x}$=$\frac{m{\;}_{1}-{{m}_{2}}_{\;}}{m{\;}_{1}-m}$可得x=$\frac{80（{m}_{1}-{m}_{2}）}{9（{m}_{1}-{m}_{\;}）}$，
故答案为：$\frac{80（{m}_{1}-{m}_{2}）}{9（{m}_{1}-{m}_{\;}）}$；
（4）A．试样中含有加热不挥发的杂质，则会导致测出的水的质量偏小，所以会使测试结果偏低；
 B．试样中含有加热易挥发的杂质，则会导致测出的水的质量偏大，所以会使测试结果偏高；
C．测试前试样已有部分脱水，则会导致测出的水的质量偏小，所以会使测试结果偏低；
 D．实验前坩埚未完全干燥，则会导致测出的水的质量偏大，所以会使测试结果偏高；
E．晶体加热脱水不完全则会导致测出的水的质量偏小，所以会使测试结果偏低；
 F．加热时有晶体溅出，则会导致测出的水的质量偏大，所以会使测试结果偏高；
故选BDF．

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．

练习册系列答案
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