Question

5．为探究不溶性盐X（仅含四种元素）的组成和性质，设计并完成如图实验：

请回答：
（1）X的组成元素为H、O和S、Cu（用元素符号表示），化学式为Cu₃（OH）₄SO₄或2Cu（OH）₂•CuSO₄．
（2）写出经一步反应能得到X的化学方程式（要求非氧化还原反应）4NaOH+3CuSO₄=Cu₃（OH）₄SO₄↓+2Na₂SO₄．

Answer 1

分析 X经过隔绝空气加热分解为水和固体，固体在水中溶解生成溶液1和黑色固体，该溶液和氢氧化钠溶液反应生成溶液和蓝色沉淀，沉淀为氢氧化铜沉淀，加热分解生成氧化铜和会，说明X中含铜元素，溶液和盐酸酸化的氯化钡溶液生成白色沉淀为硫酸钡，溶液中含SO₄^2-，说明X中含S元素，黑色固体均为CuO，质量分 别为1.60g、0.80g，则含有Cu²⁺物质的量=$\frac{1.60g+0.80g}{80g/mol}$=0.03mol，
含SO₄^2-物质的量=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，
氢元素物质的量=$\frac{0.36g}{18g/mol}$×2=0.04mol，
含氧元素物质的量=$\frac{0.36g}{18g/mol}$+$\frac{1.60g}{80g/mol}$=0.04mol，
电荷守恒得到含OH^-物质的量=0.04mol，据此写出化学式．

解答 解：X经过隔绝空气加热分解为水和固体，固体在水中溶解生成溶液1和黑色固体，该溶液和氢氧化钠溶液反应生成溶液和蓝色沉淀，沉淀为氢氧化铜沉淀，加热分解生成氧化铜和会，说明X中含铜元素，溶液和盐酸酸化的氯化钡溶液生成白色沉淀为硫酸钡，溶液中含SO₄^2-，说明X中含S元素，黑色固体均为CuO，质量分 别为1.60g、0.80g，则含有Cu²⁺物质的量=$\frac{1.60g+0.80g}{80g/mol}$=0.03mol，
含SO₄^2-物质的量=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，
氢元素物质的量=$\frac{0.36g}{18g/mol}$×2=0.04mol，
含氧元素物质的量=$\frac{0.36g}{18g/mol}$+$\frac{1.60g}{80g/mol}$=0.04mol，
电荷守恒得到含OH^-物质的量=0.04mol，
则X的化学式为：Cu₃（OH）₄SO₄或2Cu（OH）₂•CuSO₄，
（1）X的组成元素为H、O和S、Cu，化学式为Cu₃（OH）₄SO₄或2Cu（OH）₂•CuSO₄，
故答案为：S、Cu；Cu₃（OH）₄SO₄或2Cu（OH）₂•CuSO₄；
（2）X化学式可知经一步非氧化还原反应能得到X的化学方程式为：4NaOH+3CuSO₄=Cu₃（OH）₄SO₄↓+2Na₂SO₄，
故答案为：4NaOH+3CuSO₄=Cu₃（OH）₄SO₄↓+2Na₂SO₄．

点评 本题考查了物质组成的实验分析、物质组成的探究、定量计算和化学式确定等，掌握基础是解题关键，题目难度中等．