Question

请仔细阅读硫酸铜晶体（CuSO₄?5H₂O）加热过程中依次发生的反应：
CuSO₄?5H₂O

加热  .

CuSO₄+5H₂O，CuSO₄

高温  .

CuO+SO₃↑，4CuO

1000℃  .

2Cu₂O+O₂↑，2SO₃

1000℃  .

2SO₂+O₂
现称取25.0g硫酸铜晶体加热，使之均匀、缓慢地升温至1 000℃并恒温1小时左右．请回答下列问题（不考虑实验操作所带来的误差）：
（1）最终固体的质量为

 

g；若维持最终的反应条件，推测反应结束除去水后的气态产物的物质的量范围在

 

mol至

 

mol之间．
（2）如果甲同学做此实验时称得最后所得的固体质量为7.6g，试判断该固体的组分是

 

（写化学式），其物质的量之比是

 

．
（3）如果乙同学做此实验时，所产生的气体为3.36L（已换算到标准状况下），则SO₃的转化率为

 

．

Answer 1

考点：铜金属及其重要化合物的主要性质,化学方程式的有关计算

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）先计算出硫酸铜晶体的物质的量，然后根据反应求出气态化合物的不同范围；
（2）根据极限法计算出硫酸铜、氧化铜、氧化亚铜的质量，根据计算结果判断残留固体成分，然后列式计算出残留固体的物质的量之比；
（3）根据前3步反应可知0.1mol硫酸铜晶体加热分解可得到0.1mol SO₃和0.025mol O₂，而乙同学测得的气体体积为3.36L/22.4L?mol^-1=0.15mol，根据差量法计算．

解答： 解：（1）25.0g硫酸铜晶体为0.1mol，1 000℃并恒温1小时左右，固体反应产物只有Cu₂O，根据Cu原子守恒可知Cu₂O为0.05mol，即7.2g．根据前3步化学反应方程式可知，0.1mol硫酸铜晶体分解后得到0.1mol SO₃和0.025mol O₂，如0.1mol SO₃完全分解将得到0.15mol的混合气体，气体的物质的量在0.125mol～0.175mol之间，
故答案为：7.2；0.125；0.175；
（2）如果全部生成CuO，物质的量为0.1mol，即8g，全部生成Cu₂O为7.2g，最终固体的质量介于两者之间，应为两者的混合物．设Cu₂O、CuO的物质的量分别为x mol、y mol，则有：

2x+y=0.1 144x+80y=7.6

可得：x=0.025　y=0.05
则x：y=1：2，
故答案为：Cu₂O、CuO；1：2；
（3）根据前3步反应可知0.1mol硫酸铜晶体加热分解可得到0.1mol SO₃和0.025mol O₂，而乙同学测得的气体体积为3.36L/22.4L?mol^-1=0.15mol，根据差量法可知：
2SO₃

1000℃  .

2SO₂+O₂
2mol  2mol  1mol△n=1mol
0.05mol　　　　　　　　　   0.025mol
则SO₃的转化率为

0.05mol

0.1mol

=50%，
故答案为：50%．

点评：本题考查了有关化学反应的简单计算，题目难度中等，注意掌握根据化学方程式进行的简单计算方法，（2）为易错点，注意最终得到的沉淀为硫酸钡．