Question

14．以下是某同學(xué)測(cè)定硫酸銅晶體（CuSO₄•xH₂O）中結(jié)晶水含量的實(shí)驗(yàn)方案．
實(shí)驗(yàn)用品：硫酸銅晶體、研缽、干燥器、坩堝、三腳架、玻璃棒、鑰匙、托盤(pán)天平．
實(shí)驗(yàn)步驟：
①準(zhǔn)確稱量一個(gè)干凈、干燥的坩堝；
②在坩堝中加入一定量的硫酸鈉晶體試樣，稱重，將稱量的試樣放入研缽中研細(xì)，再放回到坩堝中；
③將盛有試樣的坩堝加熱，待晶體變成白色粉末時(shí)，停止加熱；
④將步驟③中的坩堝放入干燥器，冷卻至室溫后，稱重；
⑤將步驟④中的坩堝再加熱一定時(shí)間，放入干燥器中冷卻至室溫后稱量．重復(fù)本操作，直至兩次稱量的質(zhì)量差不超過(guò)0.1g為止；
⑥計(jì)算硫酸銅晶體化學(xué)式中x的實(shí)驗(yàn)值；
分析該方案并回答下面問(wèn)題：
（1）硫酸銅不能放置在空氣中冷卻的原因是在空氣中冷卻會(huì)吸收空氣中的水蒸氣，會(huì)使測(cè)得的結(jié)晶水的含量偏�。�
（2）步驟⑤的目的是確保硫酸銅晶體中水充分失去；
（3）若坩堝的質(zhì)量為m，坩堝與硫酸銅晶體的質(zhì)量為m₁，加熱后稱量坩堝與無(wú)水硫酸銅的質(zhì)量為m₂，則晶體CuSO₄•xH₂O中，x=$\frac{80（{m}_{1}-{m}_{2}）}{9（{m}_{1}-{m}_{\;}）}$（寫(xiě)表達(dá)式）
（4）下面的情況有可能造成測(cè)試結(jié)果偏高的是BDF（填序號(hào)）．
A．試樣中含有加熱不揮發(fā)的雜質(zhì)     B．試樣中含有加熱易揮發(fā)的雜質(zhì)
C．測(cè)試前試樣已有部分脫水         D．實(shí)驗(yàn)前坩堝未完全干燥
E．晶體加熱脫水不完全            F．加熱時(shí)有晶體濺出．

Answer 1

分析 （1）硫酸銅放置在空氣中冷卻會(huì)吸收空氣中的水蒸氣，形成硫酸銅晶體；
（2）通過(guò)步驟⑤是恒重實(shí)驗(yàn)，可以確保硫酸銅晶體中水充分失去；
（3）若坩堝的質(zhì)量為m，坩堝與硫酸銅晶體的質(zhì)量為m₁，則硫酸銅晶體的質(zhì)量為m₁-m，加熱后稱量坩堝與無(wú)水硫酸銅的質(zhì)量為m₂，則結(jié)晶水的質(zhì)量為m₁-m₂，據(jù)此計(jì)算x；
（4）A．試樣中含有加熱不揮發(fā)的雜質(zhì)，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)出的水的質(zhì)量偏�。�
 B．試樣中含有加熱易揮發(fā)的雜質(zhì)，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)出的水的質(zhì)量偏大；
C．測(cè)試前試樣已有部分脫水，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)出的水的質(zhì)量偏小；
 D．實(shí)驗(yàn)前坩堝未完全干燥，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)出的水的質(zhì)量偏大；
E．晶體加熱脫水不完全則會(huì)導(dǎo)致測(cè)出的水的質(zhì)量偏小；
 F．加熱時(shí)有晶體濺出，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)出的水的質(zhì)量偏大；

解答 解：（1）硫酸銅放置在空氣中冷卻會(huì)吸收空氣中的水蒸氣，形成硫酸銅晶體，影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，會(huì)使測(cè)得的結(jié)晶水的含量偏小，
故答案為：在空氣中冷卻會(huì)吸收空氣中的水蒸氣，會(huì)使測(cè)得的結(jié)晶水的含量偏小；
（2）通過(guò)步驟⑤是恒重實(shí)驗(yàn)，可以確保硫酸銅晶體中水充分失去，
故答案為：確保硫酸銅晶體中水充分失去；
（3）若坩堝的質(zhì)量為m，坩堝與硫酸銅晶體的質(zhì)量為m₁，則硫酸銅晶體的質(zhì)量為m₁-m，加熱后稱量坩堝與無(wú)水硫酸銅的質(zhì)量為m₂，則結(jié)晶水的質(zhì)量為m₁-m₂，根據(jù)$\frac{18x}{160+18x}$=$\frac{m{\;}_{1}-{{m}_{2}}_{\;}}{m{\;}_{1}-m}$可得x=$\frac{80（{m}_{1}-{m}_{2}）}{9（{m}_{1}-{m}_{\;}）}$，
故答案為：$\frac{80（{m}_{1}-{m}_{2}）}{9（{m}_{1}-{m}_{\;}）}$；
（4）A．試樣中含有加熱不揮發(fā)的雜質(zhì)，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)出的水的質(zhì)量偏小，所以會(huì)使測(cè)試結(jié)果偏低；
 B．試樣中含有加熱易揮發(fā)的雜質(zhì)，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)出的水的質(zhì)量偏大，所以會(huì)使測(cè)試結(jié)果偏高；
C．測(cè)試前試樣已有部分脫水，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)出的水的質(zhì)量偏小，所以會(huì)使測(cè)試結(jié)果偏低；
 D．實(shí)驗(yàn)前坩堝未完全干燥，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)出的水的質(zhì)量偏大，所以會(huì)使測(cè)試結(jié)果偏高；
E．晶體加熱脫水不完全則會(huì)導(dǎo)致測(cè)出的水的質(zhì)量偏小，所以會(huì)使測(cè)試結(jié)果偏低；
 F．加熱時(shí)有晶體濺出，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)出的水的質(zhì)量偏大，所以會(huì)使測(cè)試結(jié)果偏高；
故選BDF．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的測(cè)定，題目難度不大，注意掌握測(cè)定硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的方法，明確實(shí)驗(yàn)過(guò)程中恒重稱量的意義及硫酸銅晶體中結(jié)晶水的計(jì)算方法．