Question

15．測定硫酸銅晶體（CuSO₄•5H₂O）里結(jié)晶水的含量，實驗步驟為：①研磨、②稱量空坩堝和裝有試樣的坩堝的質(zhì)量、③加熱、④冷卻、⑤稱量、⑥重復(fù)③至⑤的操作，直到連續(xù)兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.1g為止、⑦根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算硫酸銅結(jié)晶水的含量．
請回答下列問題：
（1）該實驗中哪一步驟需要使用干燥器？使用干燥器的目的是什么？答：冷卻，防止吸水．
（2）實驗步驟⑥的目的是檢驗樣品中的結(jié)晶水是否完全除去．
（3）實驗后得到以下數(shù)據(jù)：①加熱前質(zhì)量：W₁（容器），W₂（容器+晶體）；②加熱后質(zhì)量：W₃（容器+無水硫酸銅）．請寫出硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量，用質(zhì)量分數(shù)表示的計算式（含W₁、W₂、W₃）為：$\frac{{W}_{2}-{W}_{3}}{{W}_{2}-{W}_{1}}$×100%．
（4）若操作正確而實驗測得的硫酸銅晶體中結(jié)晶水的含量偏低，其原因可能有AC（選填編號）．
A．加熱后容器未放入干燥器中冷卻     B．被測樣品中含有加熱易揮發(fā)的雜質(zhì)
C．實驗前被測樣品已有部分失水       D．加熱前所用的坩堝未完全干燥．

Answer 1

分析 （1）本實驗為定量實驗，對準(zhǔn)確性的要求較高，在加熱冷卻時，為了防止硫酸銅吸水，應(yīng)將硫酸銅放在干燥器中冷卻，從而得到純凈而干燥的硫酸銅；
（2）在定量實驗中，經(jīng)常會在一些步驟進行重復(fù)，如本實驗中的③加熱、④冷卻、⑤稱量的操作步驟要重復(fù)使用，直到連續(xù)兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.1g為止，這是為了確定樣品中結(jié)晶水是否已經(jīng)完全除去，保證實驗的準(zhǔn)確性；
（3）根據(jù)反應(yīng)前后硫酸銅晶體的質(zhì)量，失去結(jié)晶水的質(zhì)量，計算硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量；
（4）A、加熱后容器未放入干燥器中冷卻，硫酸銅會吸收水分，導(dǎo)致測出失去的結(jié)晶水偏小進行分析；
B、被測樣品中含有加熱易揮發(fā)的雜質(zhì)，使固體質(zhì)量差偏大，測出失去的結(jié)晶水偏大進行分析；
C、實驗前被測樣品已有部分失水，導(dǎo)致測出失去的結(jié)晶水偏小進行分析；
D、加熱前所用的坩堝未完全干燥，加熱后，水揮發(fā)，導(dǎo)致水的測定結(jié)果偏大進行分析．

解答 解：（1）本實驗為定量實驗，對準(zhǔn)確性的要求較高，在加熱冷卻時，為了防止硫酸銅吸水，應(yīng)將硫酸銅放在干燥器中冷卻，從而得到純凈而干燥的硫酸銅；
（2）在定量實驗中，經(jīng)常會在一些步驟進行重復(fù)，如本實驗中的③加熱、④冷卻、⑤稱量的操作步驟要重復(fù)使用，直到連續(xù)兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.1g為止，這是為了確定樣品中結(jié)晶水是否已經(jīng)完全除去，保證實驗的準(zhǔn)確性；
（3）通過分析可知，硫酸銅晶體的質(zhì)量是：W₂-W₁，失去的結(jié)晶水質(zhì)量是：W₃-W₂，所以硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量是：$\frac{{W}_{2}-{W}_{3}}{{W}_{2}-{W}_{1}}$×100%；
（4）A、加熱后容器未放入干燥器中冷卻，硫酸銅會吸收水分，導(dǎo)致測出失去的結(jié)晶水偏小；
B、被測樣品中含有加熱易揮發(fā)的雜質(zhì)，使固體質(zhì)量差偏大，測出失去的結(jié)晶水偏大；
C、實驗前被測樣品已有部分失水，導(dǎo)致測出失去的結(jié)晶水偏��；
D、加熱前所用的坩堝未完全干燥，加熱后，水揮發(fā)，導(dǎo)致水的測定結(jié)果偏大．
故選：AC．
故答案為：（1）冷卻，防止吸水；
（2）檢驗樣品中的結(jié)晶水是否完全除去；
（3）$\frac{{W}_{2}-{W}_{3}}{{W}_{2}-{W}_{1}}$×100%；
（4）AC．

點評 本題主要考查了硫酸銅晶體中結(jié)晶水的測定，難度不大，把握實驗操作原理及實驗注意事項是解題的關(guān)鍵．