Question

仔细阅读给CuSO₄·5H₂O晶体加热过程中依次发生的如下反应：

CuSO₄·5H₂OCuSO₄+5H₂O，CuSO₄CuO+SO₃

4CuO2Cu₂O+O₂,2SO₃2SO₂+O₂

今取25.0 g CuSO₄·5H₂O晶体加热，使之均匀、缓慢升温至1000 ℃，并恒温1 h。请完成下列问题：

(1)最终所得固体的颜色为____________，质量为____________ g。

(2)不考虑实验带来的误差，在反应条件下，反应后的除去水后的气态产物的物质的量可能为____________(填写下列选项)。

A.0                   B.0.1 mol                  C.大于0.1 mol

(3)(2)问中除上述三个选项外，你认为更准确的范围应该是什么？并予以说明。

(4)如果某同学做此实验时，最后固体质量为7.6 g，试通过计算判断该固体物质的组成，其物质的量各是多少？

Answer 1

(1)红(或砖红)色  7.2  (2)C

(3)CuO分解生成0.025 mol O₂，SO₃分解是可逆反应，故SO₃分解反应混合物大于0.1 mol，小于0.15 mol，所以气体的总物质的量大于0.125 mol，小于0.175 mol

(4)剩余固体7.6 g，介于7.2—8.0 g之间，故为CuO和Cu₂O混合物。

n(Cu)=n(CuSO₄·5H₂O)=0.1 mol

n(CuO)=0.05 mol

n(Cu₂O)=0.025 mol

解析:

由题给信息知，反应最终固体产物是红色的Cu₂O，并由Cu元素守恒得m(Cu₂O)= n(CuSO₄·5H₂O)×M(Cu₂O)=×0.1 mol×144 g·mol^-1=7.2 g。若不考虑误差，0.1 mol CuSO₄分解产生SO₃和CuO各0.1 mol，CuO又分解生成0.025 mol O₂，由于SO₃分解是可逆反应，反应混合物大于0.1 mol，小于0.15 mol，所以气体的总物质的量大于0.125 mol，小于0.175 mol。由于0.1 mol CuSO₄·5H₂O高温分解可得0.1 mol CuO，即质量为8.0 g，CuO继续分解最终可得7.2 g Cu₂O。如果最后固体质量为7.6 g，介于7.2 g—8.0 g之间，说明是CuO和Cu₂O的混合物，可依据Cu元素守恒列方程组求解其物质的量。