Question

0.80gCuSO₄·5H₂O樣品受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線）如下圖所示。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）試確定200℃時(shí)固體物質(zhì)的化學(xué)式______________（要求寫出推斷過程）；

（2）取270℃所得樣品，于570℃灼燒得到的主要產(chǎn)物是黑色粉末和一種氧化性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。把該黑色粉末溶解于稀硫酸中，經(jīng)濃縮、冷卻，有晶體析出，該晶體的化學(xué)式為_________，其存在的最高溫度是_____________；

（3）上述氧化性氣體與水反應(yīng)生成一種化合物，該化合物的濃溶液與Cu在加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________；

（4）在0.10mol·L^-1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分?jǐn)嚢�，有淺藍(lán)色氫氧化銅沉淀生成，當(dāng)溶液的pH=8時(shí)，c（Cu²⁺）=________________mol·L^-1（K_ap[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）。若在0.1mol·L^-1硫酸銅溶液中通入過量H₂S氣體，使Cu²⁺完全沉淀為CuS，此時(shí)溶液中的H⁺濃度是_______________mol·L^-1。

Answer 1

【解析】（1）0.80gCuSO₄·5H₂O中含有CuSO₄的質(zhì)量為。由圖像可知當(dāng)溫度升高到102℃是時(shí)CuSO₄·5H₂O開始部分脫水，在113℃～258℃時(shí)剩余固體質(zhì)量為0.57g，根據(jù)原子守恒可計(jì)算出此時(shí)對(duì)應(yīng)的化學(xué)式，設(shè)化學(xué)式為CuSO₄·nH₂O，則有

，解得n＝1，所以200℃時(shí)固體物質(zhì)的化學(xué)式為CuSO₄·H₂O；（2）由圖像可知當(dāng)溫度超過258℃時(shí)，剩余物質(zhì)恰好是CuSO₄，高溫下分解的化學(xué)方程式是CuSO₄CuO＋SO₃↑；CuO溶于硫酸生成CuSO₄，結(jié)晶析出生成膽礬即CuSO₄·5H₂O；由圖像可知CuSO₄·5H₂O存在的最高溫度是102℃；

（3）SO₃溶于水生成硫酸，濃硫酸在加熱時(shí)與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為

Cu＋2H₂SO₄CuSO₄＋2H₂O＋SO₂↑

（4）因?yàn)镵_ap[Cu（OH）₂]＝c(Cu^2＋)·c²(OH^－) =2.2×10^-20，當(dāng)溶液的pH=8時(shí)，c (OH^－)＝10^－6，所以c(Cu^2＋)＝2.2×10^-8；硫酸銅溶液中通入過量H₂S氣體時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為： CuSO₄＋H₂S=H₂SO₄＋CuS，忽略溶于體積變化根據(jù)原子守恒可知生成的硫酸的濃度是0.1mol·L^-1，所以H⁺濃度是0.2mol·L^-1。

【答案】（1）CuSO₄·H₂O；（2）CuSO₄CuO＋SO₃↑、CuSO₄·5H₂O、102℃；

（3）Cu＋2H₂SO₄CuSO₄＋2H₂O＋SO₂↑

（4）2.2×10^-8、0.2