Question

5．某學(xué)生為測定生石膏的組成（CaSO₄•xH₂O），即測定x值，做如下實驗：將生石膏放在坩堝中加熱，加熱前后都稱量固體質(zhì)量．隨實驗次數(shù)增加，加熱時間不斷延長，最后整理加熱前后固體質(zhì)量數(shù)據(jù)如表：

實驗順序	加熱前/g	加熱后/g
1	3.44	3.26
2	3.44	3.12
3	3.44	2.90
4	3.44	2.90
5	3.44	2.80
6	3.44	2.78
7	3.44	2.72

另外，某老師通過實驗證明了第7次實驗得到的2.72g剩余固體中只含有CaSO₄．
（1）利用實驗數(shù)據(jù)，通過計算推斷生石膏的化學(xué)式為CaSO₄•2H₂O
（2）CaSO₄的摩爾質(zhì)量是136/mol
（3）第3次實驗時CaSO₄•xH₂O分解得到0.01mol熟石膏，假設(shè)熟石膏的化學(xué)式是aCaSO₄•bH₂O，且a和b都是正整數(shù)，則a=2，b=1．

Answer 1

分析 （1）石膏加熱分解減少的質(zhì)量就是水的質(zhì)量，由2次實驗7數(shù)據(jù)知3.44gCaSO₄•xH₂O完全分解得到無水CaSO₄2.72g，減少了0.72g，根據(jù)差量法解；
（2）摩爾質(zhì)量在數(shù)值上與相對質(zhì)量在數(shù)值上相等，單位是g/mol；
（3）0.01mol熟石膏aCaSO₄•bH₂O中CaSO₄有0.01amol，水有0.01bmol，計算出CaSO₄•2H₂O的物質(zhì)的量和分解得到水的物質(zhì)的量，根據(jù)原子守恒計算a、b的值．

解答 解：（1）石膏加熱分解減少的質(zhì)量就是水的質(zhì)量，由實驗數(shù)據(jù)知3.44gCaSO₄•xH₂O完全分解得到無水CaSO₄2.72g，減少了0.72g，則：
CaSO₄•xH₂O═CaSO₄+xH₂O
                        136      18x
                       2.72      0.72
即136：2.72=18x：0.72，解得x=2，所以石膏的化學(xué)式為CaSO₄•2H₂O，故答案為：CaSO₄•2H₂O；
（2）摩爾質(zhì)量在數(shù)值上與相對質(zhì)量在數(shù)值上相等，單位是g/mol，CaSO₄的相對質(zhì)量是136，則其摩爾質(zhì)量為136/mol，故答案為：136/mol；
（3）0.01mol熟石膏aCaSO₄•bH₂O中CaSO₄有0.01amol，水有0.01bmol，3.44gCaSO₄•2H₂O的物質(zhì)的量為3.44g÷172g/mol=0.02mol，則0.01a=0.02，a=2；0.02molCaSO₄•2H₂O中結(jié)晶水有0.04mol，第3次實驗加熱后質(zhì)量變成2.90g，說明有3.44g-2.90g=0.54g水生成，其物質(zhì)的量為0.54g÷18g/mol=0.03mol，則熟石膏aCaSO₄•bH₂O中結(jié)晶水的物質(zhì)的量為0.01mol，則0.01b=0.01，則b=1，故答案為：2；1．

點評 本題考查物質(zhì)的組成，利用差量法通過組分質(zhì)量變化測得，注意分析表中數(shù)據(jù)，找到理論差量與實際差量是解題的關(guān)鍵，難度中度．