Question

10．某铜（Ⅱ）盐晶体组成可以表示为K_a[Cu_b（C₂O₄）_c]•dH₂O，其组成可通过下列实验测定：
I．准确称取3.54g样品，灼烧．剩余固体质量随温度变化如图：
Ⅱ．将灼烧剩余固体加入到过量的稀盐酸中完全溶解，再向其中滴加NaOH溶液至过量，过滤、洗涤、干燥、灼烧得固体质量为0.80g．
已知：①该晶体在150℃时失去结晶水，260℃时分解．
②H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+CO₂↑+H₂O
回答下列问题：
（1）灼烧时用到的主要仪器有酒精灯、玻璃棒和坩埚．
（2）已知：Ksp[Cu（OH）₂]约为1.0×10^-20，欲使操作Ⅱ溶液中Cu²⁺完全沉淀，则反应后溶液中的c（OH^-）≥1×10^-7mol/L．（设c（Cu²⁺）≤1×10^-5mol•L^-1时为沉淀完全）
（3）洗涤沉淀时，证明沉淀已洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液，向其中滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，如无白色沉淀生成，则沉淀洗涤干净．
（4）计算该铜盐的组成（请写出计算过程）．

Answer 1

分析 （1）固体灼烧需要在坩埚中加热灼烧；
（2）依据溶度积常数计算Ksp=c（Cu²⁺）c²（OH^-）；
（3）证明沉淀已洗涤干净，需要取用最后一次的洗涤液加入硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子是否存在设计实验检验；
（4）该晶体在150℃时失去结晶水，则n（H₂O）═$\frac{3.54g-3.18g}{18g/mol}$=0.02mol，
260℃时分解，H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+CO₂↑+H₂O△m
             1mol                     （28+44）g
             n                        （3.18-1.74）g
n（C₂O₄^2-）═0.02mol，
将灼烧剩余固体加入到过量的稀盐酸中完全溶解，再向其中滴加NaOH溶液至过量，过滤、洗涤、干燥、灼烧得固体质量为0.80g为CuO的质量，
n（Cu²⁺）═n（CuO）=$\frac{0.8g}{80g/mol}$=0.01mol，
据电荷守恒得n（K⁺），得到化学式；

解答 解：（1）灼烧时用到的主要仪器有酒精灯、玻璃棒和坩埚，
故答案为：坩埚；
（2）Ksp=c（Cu²⁺）c²（OH^-），c（Cu²⁺）≤1×10^-5mol•L^-1时为沉淀完全，则c²（OH^-）=$\frac{1.0×1{0}^{-20}}{1.0×1{0}^{-5}}$=1.0×10^-15，
c（OH^-）=1×10^-7.5mol/L
则反应后溶液中的c（OH^-）≥1×10^-7mol/L，
故答案为：1×10^-7mol/L；
（3）洗涤沉淀时，证明沉淀已洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤液，向其中滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，如无白色沉淀生成，则沉淀洗涤干净，
故答案为：取最后一次洗涤液，向其中滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，如无白色沉淀生成，则沉淀洗涤干净；
（4）该晶体在150℃时失去结晶水，则n（H₂O）═$\frac{3.54g-3.18g}{18g/mol}$=0.02mol，
260℃时分解，H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+CO₂↑+H₂O△m
             1mol                     （28+44）g
             n                        （3.18-1.74）g
n（C₂O₄^2-）═0.02mol，
将灼烧剩余固体加入到过量的稀盐酸中完全溶解，再向其中滴加NaOH溶液至过量，过滤、洗涤、干燥、灼烧得固体质量为0.80g为CuO的质量，
n（Cu²⁺）═n（CuO）=$\frac{0.8g}{80g/mol}$=0.01mol，
据电荷守恒得：
n（K⁺）═2 n（C₂O₄^2-）-2 n（Cu²⁺）═0.02mol×2-0.02mol×2═0.02mol，
n（K⁺）：n（Cu²⁺）：n（C₂O₄^2-）：n（H₂O）═0.02mol：0.01mol：0.02mol：0.02mol═2：1：2：2，
则该铜盐的化学式为：K₂[Cu（C₂O₄）₂]•2H₂O，
答：该铜盐的组成为K₂[Cu（C₂O₄）₂]•2H₂O．

点评 本题考查了固体成分放热测定和计算分析，主要是图象变化和差量计算的应用，注意题干信息的理解，题目难度中等．