Question

（2011?江西）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）如圖所示．

請回答下列問題：
（1）試確定200℃時固體物質(zhì)的化學(xué)式

CuSO₄?H₂O

（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

CuSO₄

570℃  .

CuO+SO₃↑

．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

CuSO₄?5H₂O

，其存在的最高溫度是

102℃

；
（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在加熱時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2H₂SO₄（濃）+Cu

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O

；
（4）在0.10mol?L^-1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分攪拌，有淺藍色氫氧化銅沉淀生成，當(dāng)溶液的pH=8時，c（Cu²⁺）=

2.2×10^-8

mol?L^-1（K_sp[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，此時溶液中的H⁺濃度是

0.2

mol?L^-1．

Answer 1

分析：（1）由圖分析可知，CuSO₄?5H₂O受熱到102℃時開始脫水分解，113℃時可得到較穩(wěn)定的一種中間物，到258℃時才會繼續(xù)分解．在200℃時失去的水的質(zhì)量為0.80g-0.57g=0.23g，根據(jù)相應(yīng)的化學(xué)方程式即可確定此時固體物質(zhì)的化學(xué)式；
（2）溫度為570℃灼燒得到的黑色粉末是CuO，氧化性氣體則為SO₃，反應(yīng)方程式為：CuSO₄

570℃  .

 CuO+SO₃↑；CuO與稀硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物是硫酸銅和水，蒸發(fā)濃縮、冷卻得到的晶體為
CuSO₄?5H₂O；根據(jù)圖象分析其存在的最高102℃；
（3）根據(jù)濃硫酸具有強氧化性進行分析并寫出有關(guān)的化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)溶度積常數(shù)進行計算c（Cu²⁺），根據(jù)溶液的電中性計算H⁺濃度．

解答：解：（1）CuSO₄?5H₂O受熱到102℃時開始脫水分解，113℃時可得到較穩(wěn)定的一種中間物，到258℃時才會繼續(xù)分解．在200℃時失去的水的質(zhì)量為0.80g-0.57g=0.23g，
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式：
CuSO₄?5H₂O

△   .

CuSO₄?（5-n）H₂O+nH₂O
250                              18n
0.80g                           0.80g-0.57g=0.23g

250

18n

=

0.80g

0.23g

，解得n=4，
200℃時該固體物質(zhì)的化學(xué)式為CuSO₄?H₂O，故答案為CuSO₄?H₂O；
（2）溫度為570℃灼燒得到的黑色粉末應(yīng)是CuO，氧化性氣體則為SO₃，反應(yīng)方程式為：CuSO₄

570℃  .

 CuO+SO₃↑；CuO與稀硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物是硫酸銅和水，
蒸發(fā)濃縮、冷卻得到的晶體為CuSO₄?5H₂O；其存在的最高102℃．故答案為：CuSO₄

570℃  .

 CuO+SO₃↑； CuSO₄?5H₂O；102℃；
（3）SO₃與水反應(yīng)生成硫酸，濃硫酸與銅加熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂SO₄（濃）+Cu

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，故答案為：2H₂SO₄（濃）+Cu

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（4）根據(jù)題給Cu（OH）₂的溶度積即可確定pH=8時，c（OH^-）=10^-6mol/L，K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20，則c（Cu²⁺）=2.2×10^-8mol?L^-1；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，此時溶液中的溶質(zhì)為硫酸，c（SO₄^2-）不變，為0.1mol?L^-1，由電荷守恒可知c（H⁺）為0.2mol?L^-1．故答案為：2.2×10^-8；0.2．

點評：本題考查硫酸銅結(jié)晶水含量的測定、溶度積常數(shù)的計算以及物質(zhì)的量濃度的有關(guān)計算，題目較為綜合，分析圖象信息是完成本題目的關(guān)鍵．