Question

取25.0 g CuSO₄·5H₂O晶體，加熱使之均勻緩慢升溫至1 000 ℃，并恒溫1小時，將帶火星的木條插入產(chǎn)生的氣體中，木條可以復(fù)燃。試通過計算完成下列問題。（已知：在1 000 ℃時，Cu⁺比Cu²⁺穩(wěn)定）

以下是加熱過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：CuSO₄·5H₂OCuSO₄+5H₂O↑

CuSO₄CuO+SO₃↑

4CuO2Cu₂O+O₂↑

2SO₃2SO₂+O₂

(1)充分反應(yīng)后，最終固體產(chǎn)物顏色為___________，其質(zhì)量為___________g。

（2）在某中間溫度時，固體產(chǎn)物質(zhì)量能否為10 g? ___________ (填“能”或“不能”)。如可能，請計算其組成和質(zhì)量，如不可能，請說明理由：_________________________________。

（3）如果某同學(xué)在做此實驗時，最后得到固體質(zhì)量為7.6 g，試計算該固體的組成和質(zhì)量。

（4）不考慮實驗帶來的誤差，在該反應(yīng)條件下最終生成氣態(tài)產(chǎn)物除去水后，物質(zhì)的量可能為（    ）

A.0.10 mol                B.0.15 mol                 C.0.20 mol

Answer 1

(1)紅色  7.2

(2)能  產(chǎn)物中有6 g CuO和4 g CuSO₄

(3)Cu₂O:3.6 g,CuO:4 g

(4)B

解析：（1）根據(jù)題意可得關(guān)系式：

2CuSO₄·5H₂O  —  Cu₂O

    2×250                 144

      25.0 g                  x

x=7.2 g

(2)若產(chǎn)物全部是CuSO₄，則質(zhì)量為16 g；若產(chǎn)物全部是CuO，則質(zhì)量為8 g，所以10 g固體中含有CuSO₄和CuO。設(shè)CuSO₄和CuO的物質(zhì)的量分別為x、y，則

解得：x=0.025 mol, y=0.075 mol，

即m(CuSO₄)=0.025 mol×160 g·mol^-1=4 g。

m(CuO)=0.075 mol×80 g·mol^-1=6 g。

（3）若產(chǎn)物全部是CuO，則質(zhì)量為8 g；若產(chǎn)物全部是Cu₂O，則質(zhì)量為7.2 g，所以7.6 g固體中含有CuO和Cu₂O。設(shè)Cu₂O和CuO的物質(zhì)的量分別為a mol、b mol，則

解得a=0.025,b=0.05,

即m(Cu₂O)=3.6 g,m(CuO)=4 g

(4)根據(jù)題意，4CuSO₄·5H₂O—4CuO—O₂↑—4SO₃↑,

                                4                         1           4

                            0.10 mol        0.025 mol   0.10 mol

 

因此最終氣態(tài)產(chǎn)物（除H₂O外含O₂、SO₂）的物質(zhì)的量n為0.125 mol＜n＜0.175 mol。