题目内容

5.某学生为测定生石膏的组成(CaSO4•xH2O),即测定x值,做如下实验:将生石膏放在坩埚中加热,加热前后都称量固体质量.随实验次数增加,加热时间不断延长,最后整理加热前后固体质量数据如表:
实验顺序加热前/g加热后/g
13.443.26
23.443.12
33.442.90
43.442.90
53.442.80
63.442.78
73.442.72
另外,某老师通过实验证明了第7次实验得到的2.72g剩余固体中只含有CaSO4.
(1)利用实验数据,通过计算推断生石膏的化学式为CaSO4•2H2O
(2)CaSO4的摩尔质量是136/mol
(3)第3次实验时CaSO4•xH2O分解得到0.01mol熟石膏,假设熟石膏的化学式是aCaSO4•bH2O,且a和b都是正整数,则a=2,b=1.

分析 (1)石膏加热分解减少的质量就是水的质量,由2次实验7数据知3.44gCaSO4•xH2O完全分解得到无水CaSO42.72g,减少了0.72g,根据差量法解;
(2)摩尔质量在数值上与相对质量在数值上相等,单位是g/mol;
(3)0.01mol熟石膏aCaSO4•bH2O中CaSO4有0.01amol,水有0.01bmol,计算出CaSO4•2H2O的物质的量和分解得到水的物质的量,根据原子守恒计算a、b的值.

解答 解:(1)石膏加热分解减少的质量就是水的质量,由实验数据知3.44gCaSO4•xH2O完全分解得到无水CaSO42.72g,减少了0.72g,则:
CaSO4•xH2O═CaSO4+xH2O
                        136      18x
                       2.72      0.72
即136:2.72=18x:0.72,解得x=2,所以石膏的化学式为CaSO4•2H2O,故答案为:CaSO4•2H2O;
(2)摩尔质量在数值上与相对质量在数值上相等,单位是g/mol,CaSO4的相对质量是136,则其摩尔质量为136/mol,故答案为:136/mol;
(3)0.01mol熟石膏aCaSO4•bH2O中CaSO4有0.01amol,水有0.01bmol,3.44gCaSO4•2H2O的物质的量为3.44g÷172g/mol=0.02mol,则0.01a=0.02,a=2;0.02molCaSO4•2H2O中结晶水有0.04mol,第3次实验加热后质量变成2.90g,说明有3.44g-2.90g=0.54g水生成,其物质的量为0.54g÷18g/mol=0.03mol,则熟石膏aCaSO4•bH2O中结晶水的物质的量为0.01mol,则0.01b=0.01,则b=1,故答案为:2;1.

点评 本题考查物质的组成,利用差量法通过组分质量变化测得,注意分析表中数据,找到理论差量与实际差量是解题的关键,难度中度.

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