Question

膽礬晶體是硫酸銅的結(jié)晶水合物，其化學式為CuSO₄?5H₂O．在加熱情況下，按溫度不同，膽礬晶體會歷經(jīng)一系列的變化，得到不同組成的固體．
（1）稱取0.1000g含有雜質(zhì)的膽礬試樣于錐形瓶中，加入0.1000mol/L氫氧化鈉溶液28.00mL，反應(yīng)完全后，過量的氫氧化鈉用0.1000mol/L硫酸滴定到終點，消耗硫酸10.08mL，則試樣中膽礬的質(zhì)量分數(shù)為

 

．（已知：CuSO₄+2NaOH→Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄；試樣中的雜質(zhì)不與酸、堿反應(yīng)）
（2）將1.250g純凈的膽礬晶體置于坩堝中加熱一段時間，測得剩余固體質(zhì)量為0.960g．剩余固體中結(jié)晶水的質(zhì)量分數(shù)為

 

（保留三位小數(shù)）．
（3）將無水硫酸銅加熱至650℃以上，可得到黑色的氧化銅與三氧化硫、二氧化硫和氧氣的混合氣體．現(xiàn)將9.600g無水硫酸銅充分加熱分解為氧化銅，將生成的氣體通過足量的吸收劑（堿石灰），吸收劑增重4.416g．計算最終吸收劑中硫酸鹽與亞硫酸鹽的物質(zhì)的量之比．

Answer 1

考點：有關(guān)混合物反應(yīng)的計算,化學方程式的有關(guān)計算

專題：計算題

分析：（1）CuSO₄和NaOH溶液反應(yīng)方程式為CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄，剩余的NaOH和H₂SO₄反應(yīng)方程式為2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O，根據(jù)2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O計算參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量，再根據(jù)CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄計算硫酸銅的物質(zhì)的量，根據(jù)Cu原子守恒計算膽礬質(zhì)量，從而計算膽礬質(zhì)量分數(shù)；
（2）先計算膽礬的物質(zhì)的量，再根據(jù)膽礬的化學式計算結(jié)晶水的物質(zhì)的量，加熱過程中固體減少的質(zhì)量為結(jié)晶水的質(zhì)量，從而計算最終得到的固體中水的質(zhì)量，再結(jié)合質(zhì)量分數(shù)公式進行計算；
（3）堿石灰具有堿性，能吸收SO₂和SO₃，所以吸收劑增加的質(zhì)量為SO₂和SO₃質(zhì)量，無水硫酸銅的物質(zhì)的量=

9.600g

160g/mol

=0.06mol，根據(jù)CuSO₄中原子守恒得n（SO₂）+n（SO₃）=n（CuSO₄）=0.06mol，設(shè)二氧化硫和三氧化硫的物質(zhì)的量，利用二氧化硫和三氧化硫的質(zhì)量、原子守恒進行計算．

解答： 解：（1）CuSO₄和NaOH溶液反應(yīng)方程式為CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄，剩余的NaOH和H₂SO₄反應(yīng)方程式為2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O，根據(jù)2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O知，參加該反應(yīng)的n（NaOH）=2n（H₂SO₄）=2×0.1000mol/L×0.01008L=0.002016mol，和CuSO₄反應(yīng)的n（NaOH）=0.1000mol/L×0.028L-0.002016mol=0.000784mol，根據(jù)CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄知，n（CuSO₄）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×0.000784mol=0.000392mol，根據(jù)Cu原子守恒得n（CuSO₄）=n（CuSO₄?5H₂O）=0.000392mol，膽礬的質(zhì)量=250g/mol×0.000392mol=0.098g，其質(zhì)量分數(shù)=

0.098g

0.1000g

×100%=98%，
故答案為：98%或0.98；
（2）1.250g純凈膽礬的物質(zhì)的量=

1.250g

250g/mol

=0.005mol，根據(jù)CuSO₄?5H₂O知，水的物質(zhì)的量為0.025mol，膽礬中水的質(zhì)量=0.025mol×18g/mol=0.45g，加熱過程中，固體減少的質(zhì)量為水的質(zhì)量，則固體中還剩余水的質(zhì)量=0.45g-（1.250g-0.960g）=0.16g，剩余固體中結(jié)晶水的質(zhì)量分數(shù)=

0.16g

0.96g

×100%=16.7%，
故答案為：16.7%；
（3）堿石灰具有堿性，能吸收SO₂和SO₃，所以吸收劑增加的質(zhì)量為SO₂和SO₃質(zhì)量，無水硫酸銅的物質(zhì)的量=

9.600g

160g/mol

=0.06mol，根據(jù)CuSO₄中原子守恒得n（SO₂）+n（SO₃）=n（CuSO₄）=0.06mol，設(shè)二氧化硫和三氧化硫的物質(zhì)的量分別為x、y，

x+y=0.06 64x+80y=4.416

解得

x=0.024 y=0.036

，
根據(jù)S原子守恒得n（SO₂）=n（亞硫酸鹽）=0.024mol，n（SO₃）=n（硫酸鹽）=0.036mol，
則硫酸鹽和亞硫酸鹽的物質(zhì)的量之比=0.036mol：0.024mol=3：2，
答：硫酸鹽和亞硫酸鹽的物質(zhì)的量之比為3：2．

點評：本題考查混合物的計算，側(cè)重考查學生分析問題和計算能力，根據(jù)方程式中各個物理量之間的關(guān)系再結(jié)合原子守恒分析解答，題目難度中等．