Question

13．制备铜的某化合物晶体，取5.12gCu、14.5mol/LHNO₃ 15mL，6.0mol/LHCl 50mL，混合后Cu完全反应，反应后溶液有水54.32g，再经水浴保温蒸发掉42g，冷却至20℃并过滤，得到8.12g晶体，通过计算推断此晶体的化学式
已知：20℃溶解度  CuCl₂•2H₂O  73g/100gH₂O  Cu（NO₃）₂•3H₂O  125g/100gH₂O．

Answer 1

分析 取5.12gCu，物质的量是0.08mol，根据铜元素守恒，Cu最终完全转化为CuCl₂•2H₂O晶体，质量是13.68g，完全转化为 Cu（NO₃）₂•3H₂O晶体，质量是19.36g，反应后溶液有中水54.32g，再经水浴保温蒸发掉42g，得到的饱和溶液中含有水22.32g，根据溶解度的概念进行计算即可．

解答 解：物质混合后发生反应的表达式为：Cu+NO₃^-+H⁺=Cu²⁺+H₂O+NOx↑，根据20℃溶解度：CuCl₂•2H₂O 73g/100gH₂O，Cu（NO₃）₂•3H₂O，125g/100gH₂O，所以Cu（NO₃）₂•3H₂O得溶解度大，硝酸根离子的剩余量很小，所以析出的是CuCl₂晶体，取5.12gCu，物质的量是$\frac{5.12g}{64g/mol}$=0.08mol，根据铜元素守恒，生成的氯化铜质量是5.12×$\frac{135}{64}$=10.8g，反应后溶液有水54.32g，再经水浴保温蒸发掉42g，得到的饱和溶液中含有水12.32g，设析出的晶体中含有氯化铜的质量是S，则$\frac{73×\frac{135}{171}}{100g+73×\frac{36}{171}}$=$\frac{S}{100g}$，得S=50g，设最终得到的晶体的化学式为：CuCl₂•xH₂O，所以$\frac{10.8-8.12×\frac{135}{135+18x}}{12.32-8.12×\frac{18x}{135+18x}}$=$\frac{50.0}{100}$，解得x=3，所以析出的是CuCl₂•3H₂O．
答：晶体的化学式为：CuCl₂•3H₂O．

点评 本题考查学生溶解度的计算以及物质的分子式的确定知识，属于综合计算题目，注意元素守恒的应用，难度较大．