Question

某研究性學習小組用ZRY-1型熱重分析儀對12.5克硫酸銅晶體（CuSO₄?5H₂O）進行熱重分析，隨溫度的升高，硫酸銅晶體依次發生下列反應．
a．CuSO₄?5H₂O

258℃  .

CuSO₄+5H₂O
b．CuSO₄

600℃  .

CuO+SO₃↑，2SO₃

△

2SO₂+O₂
c.4CuO

1000℃  .

2Cu₂O+O₂↑
請回答下列問題：
（1）實驗過程中熱重分析儀測得殘留固體質量為3.8g，試推斷該固體的組分是

 

（寫化學式），其對應的物質的量之比是

 

．
（2）熱重分析儀加熱晶體至恒重后，將全部氣體導出，通入氫氧化鋇溶液充分反應，所得沉淀經過濾、洗滌、干燥，質量為

 

g．

Answer 1

分析：（1）先計算出硫酸銅晶體的物質的量，然后根據極限法計算出硫酸銅、氧化銅、氧化亞銅的質量，根據計算結果判斷殘留固體成分，然后列式計算出殘留固體的物質的量之比；
（2）根據硫元素質量守恒定律可知生成三氧化硫、二氧化硫的總物質的量為硫酸銅晶體的物質的量，三氧化硫、二氧化硫、氧氣混合氣體與氫氧化鋇生成硫酸鋇沉淀，據此計算出沉淀質量．

解答：解：（1）12.5克硫酸銅晶體（CuSO₄?5H₂O）的物質的量為：

12.5g

250g/mol

=0.05mol，
若固體為硫酸銅，則固體質量為：160g/mol×0.05mol=9.0g；
若固體為氧化銅，則固體的質量為：80g/mol×0.05mol=0.4g＞3.8g；
若固體為Cu₂O，則固體的質量應該為：144g/mol×

1

2

×0.05mol=3.6g＜3.8g，所以固體為Cu₂O、CuO的混合物；
設Cu₂O的物質的量為xmol，CuO物質的量為ymol，則

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

，解得：

x=0.0125 y=0.025

，
所以Cu₂O、CuO的物質的量之比為0.0125mol：0.025mol=1：2，
故答案為：Cu₂O、CuO；1：2；
（2）能夠與氫氧化鋇反應的氣體為二氧化硫，根據反應方程式CuSO₄

600℃  .

CuO+SO₃↑、2SO₃

△

2SO₂+O₂可知，生成二氧化硫的物質的量等于硫酸銅的物質的量，可以分解生成三氧化硫、二氧化硫的物質的量為0.05mol，三氧化硫、二氧化硫、氧氣與氫氧化鋇溶液反應生成0.05mol硫酸鋇，生成硫酸鋇的質量為233g/mol×0.05mol=11.65g，
故答案為：11.65．

點評：本題考查了有關化學反應的簡單計算，題目難度中等，注意掌握根據化學方程式進行的簡單計算方法，（2）為易錯點，注意最終得到的沉淀為硫酸鋇．