Question

15．某學(xué)生為確定【Cu_a（OH）_b（CO₃）_c•dH₂O】（a、b、c、d均為整數(shù)）的組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的固體樣品，經(jīng)過(guò)充分焙燒，直到質(zhì)量不再變化為止，在干燥器中冷卻，最后得到固體4.80g．
②稱�、俚荣|(zhì)量的固體樣品，經(jīng)過(guò)充分焙燒，直到質(zhì)量不再變化為止，把所產(chǎn)生的氣體依次通過(guò)盛有足量濃硫酸的洗氣瓶、裝有堿石灰的干燥管，它們分別增重1.08g和0.88g．
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算確定【Cu_a（OH）_b（CO₃）_c•dH₂O】的組成．（寫出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

分析 據(jù)焙燒得到固體4.80g，故n（CuO）=$\frac{m（CuO）}{M}$=$\frac{4.8g}{64g/mol}$=0.075mol，根據(jù)銅原子守恒，n（Cu）=n（CuO）=0.075mol，濃硫酸的作用是吸水其增重1.08g，故m（H₂O）=1.08g，則n總（H₂O）=$\frac{1.08g}{18g/mol}$=0.06mol；堿石灰增重0.88g，故m（CO₂）=0.88g，則n（CO₂）=$\frac{0.88g}{44g/mol}$=0.02mol，根據(jù)碳原子守恒，n（CO₃^2-）=n（CO₂）=0.02mol，則a：c=n（Cu）：n（CO₂）=0.075mol：0.02mol=15：4，故當(dāng)a=15時(shí)，c=4，根據(jù)電荷守恒，2a=b+2c，則30=b+8，b=22，故0.005molCu₁₅（OH）₂₂（CO₃）₄•dH₂O中n（OH^-）=0.005mol×22=0.11mol，根據(jù)氫原子守恒，則0.11+0.005×2d=0.06×2，故d=1，故a=15，b=22，c=4，d=1，以此確定化學(xué)式．

解答 解：焙燒得到固體4.80g，故n（CuO）=$\frac{m（CuO）}{M}$=$\frac{4.8g}{64g/mol}$=0.075mol，根據(jù)銅原子守恒，n（Cu）=n（CuO）=0.075mol，濃硫酸的作用是吸水其增重1.08g，故m（H₂O）=1.08g，則n總（H₂O）=$\frac{1.08g}{18g/mol}$=0.06mol；堿石灰增重0.88g，故m（CO₂）=0.88g，則n（CO₂）=$\frac{0.88g}{44g/mol}$=0.02mol，根據(jù)碳原子守恒，n（CO₃^2-）=n（CO₂）=0.02mol，則a：c=n（Cu）：n（CO₂）=0.075mol：0.02mol=15：4，故當(dāng)a=15時(shí)，c=4，根據(jù)電荷守恒，2a=b+2c，則30=b+8，b=22，故0.005molCu₁₅（OH）₂₂（CO₃）₄•dH₂O中n（OH^-）=0.005mol×22=0.11mol，根據(jù)氫原子守恒，則0.11+0.005×2d=0.06×2，故d=1，故a=15，b=22，c=4，d=1，
故答案為：Cu₁₅（OH）₂₂（CO₃）₄•1H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究物質(zhì)的組成，側(cè)重考查分析、計(jì)算能力，明確各個(gè)過(guò)程發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是化學(xué)式的確定，題目難度中等．