Question

13．根据实验室测定硫酸铜晶体（CuSO₄•xH₂O）结晶水含量的实验，填写下列空白．
（1）某学生实验后得到表数据：

实验 序号	加热前的质量		加热后的质量	失水质量	结晶水的值
	m0（容器）	m1（容器+晶体）	m2（容器+无水硫酸铜）
1	35.503g	35.685g	35.620g	①0.065	②4.9
2	35.503g	35.663g	35.606g	③0.057	④3.2

测得平均结晶水x=4.1（保留2位小数），相对误差=18%（保留2位小数）．
（2）从下列选项中选出该学生产生误差的原因可能是（填写字母）CD．
A．加热前称量时容器未完全干燥
B．加热过程中晶体有少量溅失
C．加热后容器未放入干燥器中冷却
D．硫酸铜晶体中含有不分解失重的杂质．

Answer 1

分析 （1）根据结晶水合物中，结晶水的质量=m（容器十晶体）-m（容器十无水硫酸铜），据化学方程式可以计算结晶水x的值；根据胆矾中结晶水为5计算出相对误差；
（2）实验结果偏低，在测定中若被测样品中含有加热不挥发的杂质或实验前被测样品已有部分失水，都会造成测量结果偏低．

解答 解：（1）实验1：坩埚的质量m₀=35.503g、坩埚和胆矾的质量m₁=35.685g、坩埚和硫酸铜的质量m₂=35.620g，
胆矾的质量为：35.685g-35.503g=0.182g，
无水硫酸铜的质量为：35.620g-35.503g=0.117g，硫酸铜的物质的量为：$\frac{0.117g}{160g/mol}$=0.00073125mol，
结晶水的质量为：0.182g-0.117g=0.065g，结晶水的物质的量为：$\frac{0.065g}{18g/mol}$≈0.003611mol，
该胆矾中含有结晶水的数目为：$\frac{0.003611}{0.00073125}$≈4.9，
实：2：坩埚的质量m₀=35.503g、坩埚和胆矾的质量m₁=35.663g、坩埚和硫酸铜的质量m₂=35.606g，
胆矾的质量为：35.663g-35.503g=0.16g，
无水硫酸铜的质量为：35.606g-35.503g=0.103g，硫酸铜的物质的量为：$\frac{0.16g}{160g/mol}$=0.001mol，
结晶水的质量为：0.16g-0.103g=0.057g，结晶水的物质的量为：$\frac{0.057g}{18g/mol}$≈0.00317mol，
该胆矾中含有结晶水的数目为：$\frac{0.00317}{0.001}$≈3.2，测得平均结晶水x=$\frac{3.2+4.9}{2}$≈4.1，
胆矾中含有5个结晶水，则该实验的相对误差为：$\frac{5-4.1}{5}×$100%=18%，
故答案为：0.065；4.9；0.057；3.2；4.1；18；
（2）A．加热前所用的坩埚未完全干燥．加热后水挥发，导致水的质量测定结果偏大，故A错误；
B．加热过程中晶体有少量溅失，导致质量差值偏大，测定结果偏大，故B错误；
C．加热后容器未放入干燥器中冷却，硫酸铜吸水，导致测定结果偏小，故C正确；
D．硫酸铜晶体中含有不分解失重的杂质，会导致计算所得硫酸铜晶体物质的量偏大，会造成测量结果偏低，故D正确；
故选CD．

点评 本题考查了实验室测定硫酸铜晶体结晶水含量实验，对失水得到产物的分析判断以及对实验结果产生的误差的原因进行分析是解答的关键，题目难度中等．