Question

加热硫酸铜晶体，随温度不断升高，到达1 000℃时，晶体会逐渐“释放”水蒸气、三氧化硫(会分解)、氧气，同时生成氧化铜，而最后氧化铜转化为氧化亚铜。现将25.0 g CuSO₄·5H₂O均匀加热，缓慢升温到1 000℃，并恒温一段时间。试通过计算，完成下列各题：

(1)反应过程中，固体产物的质量是否可能为10.0 g________ (填“可能”或“不?可能”)。

(2)若实验没有误差，反应完全后，将气体产物除去水后，其物质的量n(气体)的取值范围为________。

(3)某同学在实验中最后获得固体的质量为7.6 g，试计算该同学获得固体物质的组成成分和它们的质量。

Answer 1

解析：25.0 g CuSO₄·5H₂O的物质的量为0.100 mol。

(1)胆矾晶体受热时，可先后发生下列反应而失重：

CuSO₄·5H₂OCuSO₄+5H₂O↑;

CuSO₄CuO+SO₃↑

在某中间温度时，若产物全是CuSO₄,其质量为0.1×160=16.0(g)，若产物全是CuO,其质量为0.1×80=8.0(g)。因此，当剩余固体质量为10.0 g时，其组分中既有CuSO₄(设其质量为x)，又有CuO,根据Cu原子守恒可得=0.100解?得x=4.0 (g),则CuO质量为10.0 g-4.0 g=6.0 g。

(2)由题意得：CuSO₄完全分解，固体产物为氧化亚铜，将气体除去水后，有氧气及存在一个平衡2SO₃2SO₂+O₂，若全为三氧化硫，则气体物质的量为0.125 mol,若三氧化硫完全分解，则气体物质的量为0.175 mol,所以0.125 mol＜n＜0.175 mol。

(3)若全是氧化铜，则最后固体质量为8.0 g，若全是氧化亚铜，则质量为7.2 g，现固体质量为7.6 g，说明剩余固体中既有CuO(设其质量为x g)，又有Cu₂O(设其质量为y g)。则有x+y=7.6

·2=0.100 mol

解得：x=4.0 g,y=3.6 g。

答案：(1)可能  (2)0.125·n＜0.175(3)最后固体为CuO4.0 g和Cu₂O3.6 g