Question

已知熱穩定性CuSO₄?5H₂O＜CuSO₄＜CuO＜Cu₂O，取25gCuSO₄?5H₂O晶體，加熱使之均勻、緩慢升溫到1000℃并恒溫1小時，試通過計算回答下列問題（如果是混合物，要計算混合物各組分的質量）：
（1）在某中間溫度時，固體產物的質量    （ 有、無）可能10g，其組成是    若無，此空不需填寫）
（2）不考慮實驗帶來的誤差，此反應條件下，最終固體產物為    克，若氣態產物除去水后，氣體的物質的量準確的范圍是   
（3）如果某同學此實驗時最后固體質量為7.6g，其組成是    ．

Answer 1

【答案】分析：所發生的反應有：CuSO₄?5H₂OCuSO₄+5H₂O↑
CuSO₄CuO+SO₃↑
4CuO2Cu₂O+O₂↑   
2SO₃2SO₂+O₂
 根據25gCuSO₄?5H₂O晶體分解的性質，結合反應的化學方程式計算，根據反應物的質量大小，用端值法計算．
解答：解：發生的反應有：CuSO₄?5H₂OCuSO₄+5H₂O↑
CuSO₄CuO+SO₃↑
4CuO2Cu₂O+O₂↑   
2SO₃2SO₂+O₂
（1）n（CuSO₄?5H₂O）==0.1mol，
若產物全部是CuSO₄，則m（CuSO₄）=0.1mol×160g/mol=16g；
若產物全部是CuO，則m（CuO）=0.1mol×80g/mol=8g，
所以10g固體中含有CuSO₄和CuO，設CuSO₄和CuO分別為x、y． x+y=0.1mol
160x+80y=10g
解得：x=0.025mol   y=0.075mol
則：m（CuSO₄）=0.025mol×160g/mol=4g   m（CuO）=0.075mol×80g/mol=6g
故答案為：有；CuSO₄：4g   CuO：6g；
（2）此反應條件下，最終固體產物為Cu₂O，設質量為x
2CuSO₄?5H₂O～Cu₂O
2×250       144
25.0g          x                        
x=7.2g，
根據反應：CuSO₄CuO+SO₃↑，4CuO2Cu₂O+O₂↑   
則有：n（SO₃）=n（CuSO₄）=0.1mol，n（O₂）=n（CuO）=×0.1mol=0.025mol
則n（SO₃）+n（O₂）=0.1mol+0.025mol=0.125mol，
又：2SO₃2SO₂+O₂
若SO₃完全分解，則氣體的物質的量最多為0.1mol×+0.025mol=0.175mol，
所以：氣體的物質的量準確的范圍是0.125＜n＜0.175，
故答案為：7.2；0.125＜n＜0.175；
（3）若產物全部是CuO，則質量為m（CuO）=0.1mol×80g/mol=8g；
若產物全部是Cu₂O，則質量為m（Cu₂O）=0.1mol××144g/mol=7.2g，
所以7.6g固體中含有Cu₂O和CuO．
設Cu₂O和CuO分別為a、b． 2a+b=0.1mol
144a+80b=7.6g
解得：a=0.025mo     b=0.05mol
即m（Cu₂O）=0.025mol×144g/mol=3.6g    m（CuO）=0.05mol×80g/mol=4g，
故答案為：Cu₂O：3.6g    CuO：4g．
點評：本題考查化學方程式的計算，題目較難，注意根據物質的性質，結合反應的化學方程式計算．