Question

【題目】0.80g CuSO4·5H2O樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質量隨溫度變化的曲線)如下圖所示。

請回答下列問題：

（1）試確定200℃時固體物質的化學式________(要求寫出推斷過程)；

（2）取270℃所得樣品，于570℃灼燒得到的主要產物是黑色粉末和一種氧化性氣體，該反應的化學方程式為________。把該黑色粉末溶解于稀硫酸中，經濃縮、冷卻，有晶體析出，該晶體的化學式為____________，其存在的最高溫度是________；

（3）上述氧化性氣體與水反應生成一種化合物，該化合物的濃溶液與Cu在加熱時發生反應的化學方程式為________；

（4）在0.10mol·L－1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分攪拌，有淺藍色氫氧化銅沉淀生成，當溶液的pH＝8時，c(Cu2＋)＝________mol·L－1(Ksp＝2.2×10－20)。若在0.1 mol·L－1硫酸銅溶液中通入過量H2S氣體，使Cu2＋完全沉淀為CuS，此時溶液中的H＋濃度是________mol·L－1。

Answer 1

【答案】（1）CuSO4·H2O

CuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O＋nH2O

250 18n

0.80g 0.80g－0.57g＝0.23g

可得n≈4，故200℃時該固體物質的化學式為CuSO4·H2O

（2）CuSO4CuO＋SO3↑；CuSO4·5H2O；102℃

（3）2H2SO4(濃)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O

（4）2.2×10－8；0.2

【解析】試題分析：（1）CuSO45H2O受熱到102℃時開始脫水分解，113℃時可得到較穩定的一種中間物，到258℃時才會繼續分解．在200℃時失去的水的質量為0.80g-0.57g=0.23g，

根據反應的化學方程式：

CuSO45H2OCuSO4(5-n)H2O+nH2O

250 18n

0.80g 0.80g-0.57g=0.23g

＝，解得n=4，200℃時該固體物質的化學式為CuSO4H2O，故答案為CuSO4H2O；

（2）溫度為570℃灼燒得到的黑色粉末應是CuO，氧化性氣體則為SO3，反應方程式為：CuSO4CuO+SO3↑；CuO與稀硫酸反應的產物是硫酸銅和水，蒸發濃縮、冷卻得到的晶體為CuSO45H2O；其存在的最高102℃．故答案為：CuSO4CuO+SO3↑； CuSO45H2O；102℃；

（3）SO3與水反應生成硫酸，濃硫酸與銅加熱反應的化學方程式為：2H2SO4(濃)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O，故答案為：2H2SO4(濃)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O；

（4）根據題給Cu(OH)2的溶度積即可確定pH=8時，c(OH-)=10-6mol/L，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20，則c(Cu2+)=2.2×10-8molL-1；在0.1molL-1硫酸銅溶液中通入過量H2S氣體，使Cu2+完全沉淀為CuS，此時溶液中的溶質為硫酸，c(SO42-)不變，為0.1molL-1，由電荷守恒可知c(H+)為0.2molL-1．故答案為：2.2×10-8；0.2。