Question

胆矾在受热过程中发生如下反应：

CuSO₄·5H₂OCuSO₄+5H₂O

CuSO₄CuO+SO₃

4CuO2Cu₂O+O₂

2SO₃2SO₂+O₂

试讨论胆矾晶体受热分解的相关问题。

（1）取一定量硫酸铜晶体（CuSO₄·xH₂O）置于已知质量的坩埚中称重，测得硫酸铜晶体的质量为a g。用酒精灯将坩埚充分加热，然后放入干燥器中冷却，再称重。经多次加热、冷却称重，直到质量基本不变，测得坩埚中剩余固体物质的质量为b g。

①该晶体中x的实验值为_______________。

②将实验值与根据化学式（CuSO₄·5H₂O）计算的结果比较，实验值大于计算值。造成误差的原因可能是_______________。

a.实验中部分固体溅出        b.加热温度过高             c.部分样品已风化

（2）另取25.0 g胆矾（CuSO₄·5H₂O），缓慢升温至1 000 ℃,

①在加热过程中，当固体物质的质量为10.0 g时，该固体可能的组成是（用化学式表示）____________________________________________________________。

②在1000 ℃时，除水外，其余气态产物物质的量（n）的取值范围是（不考虑实验误差）____________________________________________________________。

Answer 1

（1）①  ②a、b

(2)①CuSO₄、CuO 

②0.125 mol＜n＜0.175 mol

解析：（1）CuSO₄·xH₂OCuSO₄+xH₂O

                                                160g    18xg

                                                    bg    (a-b) g

x=

(2)若25.0 g CuSO₄·5H₂O失水变成CuSO₄，其质量为16.0 g,若25.0 g CuSO₄·5H₂O失水且CuSO₄又在高温下分解成CuO，其质量为8.0 g，8.0 g＜10.0 g＜16.0 g，固体应是CuSO₄与CuO的混合物。1 000 ℃，除水外，若气态物质为SO₃和O₂，n=n（SO₃）+n（O₂）=0.1 mol+0.1 mol×=0.125 mol，此时物质的量最少。若气态产物为SO₂和O₂，即SO₃在高温下分解，则n=n（SO₂）+n（O₂）=0.1 mol+0.1 mol ×+0.1 mol×=0.175 mol,此时气体物质的量最多。因为SO₃与SO₂之间的转化为可逆反应，二者不可能完全转化，n取值时应不包括2个端点值。