Question

14．以下是某同學測定硫酸銅晶體（CuSO₄•xH₂O）中結晶水含量的實驗方案．
實驗用品：硫酸銅晶體、研缽、干燥器、坩堝、三腳架、玻璃棒、鑰匙、托盤天平．
實驗步驟：
①準確稱量一個干凈、干燥的坩堝；
②在坩堝中加入一定量的硫酸鈉晶體試樣，稱重，將稱量的試樣放入研缽中研細，再放回到坩堝中；
③將盛有試樣的坩堝加熱，待晶體變成白色粉末時，停止加熱；
④將步驟③中的坩堝放入干燥器，冷卻至室溫后，稱重；
⑤將步驟④中的坩堝再加熱一定時間，放入干燥器中冷卻至室溫后稱量．重復本操作，直至兩次稱量的質量差不超過0.1g為止；
⑥計算硫酸銅晶體化學式中x的實驗值；
分析該方案并回答下面問題：
（1）硫酸銅不能放置在空氣中冷卻的原因是在空氣中冷卻會吸收空氣中的水蒸氣，會使測得的結晶水的含量偏�。�
（2）步驟⑤的目的是確保硫酸銅晶體中水充分失去；
（3）若坩堝的質量為m，坩堝與硫酸銅晶體的質量為m₁，加熱后稱量坩堝與無水硫酸銅的質量為m₂，則晶體CuSO₄•xH₂O中，x=$\frac{80（{m}_{1}-{m}_{2}）}{9（{m}_{1}-{m}_{\;}）}$（寫表達式）
（4）下面的情況有可能造成測試結果偏高的是BDF（填序號）．
A．試樣中含有加熱不揮發(fā)的雜質     B．試樣中含有加熱易揮發(fā)的雜質
C．測試前試樣已有部分脫水         D．實驗前坩堝未完全干燥
E．晶體加熱脫水不完全            F．加熱時有晶體濺出．

Answer 1

分析 （1）硫酸銅放置在空氣中冷卻會吸收空氣中的水蒸氣，形成硫酸銅晶體；
（2）通過步驟⑤是恒重實驗，可以確保硫酸銅晶體中水充分失去；
（3）若坩堝的質量為m，坩堝與硫酸銅晶體的質量為m₁，則硫酸銅晶體的質量為m₁-m，加熱后稱量坩堝與無水硫酸銅的質量為m₂，則結晶水的質量為m₁-m₂，據(jù)此計算x；
（4）A．試樣中含有加熱不揮發(fā)的雜質，則會導致測出的水的質量偏��；
 B．試樣中含有加熱易揮發(fā)的雜質，則會導致測出的水的質量偏大；
C．測試前試樣已有部分脫水，則會導致測出的水的質量偏��；
 D．實驗前坩堝未完全干燥，則會導致測出的水的質量偏大；
E．晶體加熱脫水不完全則會導致測出的水的質量偏��；
 F．加熱時有晶體濺出，則會導致測出的水的質量偏大；

解答 解：（1）硫酸銅放置在空氣中冷卻會吸收空氣中的水蒸氣，形成硫酸銅晶體，影響實驗的結果，會使測得的結晶水的含量偏小，
故答案為：在空氣中冷卻會吸收空氣中的水蒸氣，會使測得的結晶水的含量偏��；
（2）通過步驟⑤是恒重實驗，可以確保硫酸銅晶體中水充分失去，
故答案為：確保硫酸銅晶體中水充分失去；
（3）若坩堝的質量為m，坩堝與硫酸銅晶體的質量為m₁，則硫酸銅晶體的質量為m₁-m，加熱后稱量坩堝與無水硫酸銅的質量為m₂，則結晶水的質量為m₁-m₂，根據(jù)$\frac{18x}{160+18x}$=$\frac{m{\;}_{1}-{{m}_{2}}_{\;}}{m{\;}_{1}-m}$可得x=$\frac{80（{m}_{1}-{m}_{2}）}{9（{m}_{1}-{m}_{\;}）}$，
故答案為：$\frac{80（{m}_{1}-{m}_{2}）}{9（{m}_{1}-{m}_{\;}）}$；
（4）A．試樣中含有加熱不揮發(fā)的雜質，則會導致測出的水的質量偏小，所以會使測試結果偏低；
 B．試樣中含有加熱易揮發(fā)的雜質，則會導致測出的水的質量偏大，所以會使測試結果偏高；
C．測試前試樣已有部分脫水，則會導致測出的水的質量偏小，所以會使測試結果偏低；
 D．實驗前坩堝未完全干燥，則會導致測出的水的質量偏大，所以會使測試結果偏高；
E．晶體加熱脫水不完全則會導致測出的水的質量偏小，所以會使測試結果偏低；
 F．加熱時有晶體濺出，則會導致測出的水的質量偏大，所以會使測試結果偏高；
故選BDF．

點評 本題考查了硫酸銅晶體中結晶水含量的測定，題目難度不大，注意掌握測定硫酸銅晶體結晶水含量的方法，明確實驗過程中恒重稱量的意義及硫酸銅晶體中結晶水的計算方法．