Question

18．測定硫酸銅晶體（CuSO₄•5H₂O）里結(jié)晶水的含量，實驗步驟為：①研磨  ②稱量空坩堝和裝有試樣的坩堝的質(zhì)量  ③加熱  ④冷卻  ⑤稱量  ⑥重復③至⑤的操作，直到連續(xù)兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.1g為止  ⑦根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算硫酸銅結(jié)晶水的含量．請回答下列問題：
（1）從以下儀器中選出本實驗不需要使用的儀器（用字母填寫）CEJ．
A．托盤天平 B．研缽 C．試管夾 D．酒精燈 E．蒸發(fā)皿 F．玻璃棒 G．坩堝 H．干燥器   I．泥三角 J．石棉網(wǎng) K．三腳架 L．藥匙 M．坩堝鉗
（2）該實驗中哪一步驟需要使用干燥器？使用干燥器的目的是什么？答：④；防止固體吸收空氣中的水蒸氣．
（3）實驗步驟⑥的目的是檢驗樣品中的結(jié)晶水是否完全除去．
（4）實驗后得到以下數(shù)據(jù)：①加熱前質(zhì)量：W₁（容器），W₂（容器+晶體）；②加熱后質(zhì)量：W₃（容器+無水硫酸銅）．請寫出硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量，用質(zhì)量分數(shù)表示的計算式（含W₁．W₂．W₃）為：$\frac{W2-W3}{W2-W1}$×100%．
（5）若操作正確而實驗測得的硫酸銅晶體中結(jié)晶水的含量偏低，其原因可能有（填編號）AC
A．加熱后容器未放入干燥器中冷卻     B．被測樣品中含有加熱易揮發(fā)的雜質(zhì)
C．實驗前被測樣品已有部分失水       D．加熱前所用的坩堝未完全干燥．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)各操作步驟分析需用的儀器；
（2）本實驗為定量實驗，對準確性的要求較高，在加熱冷卻時，為了防止硫酸銅吸水，應將硫酸銅放在干燥器中冷卻，從而得到純凈而干燥的硫酸銅；
（3）在定量實驗中，經(jīng)常會在一些步驟進行重復，如本實驗中的③加熱、④冷卻、⑤稱量的操作步驟要重復使用，直到連續(xù)兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.1g為止，這是為了確定樣品中結(jié)晶水是否已經(jīng)完全除去，保證實驗的準確性；
（4）根據(jù)反應前后硫酸銅晶體的質(zhì)量，失去結(jié)晶水的質(zhì)量，計算硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量；
（5）A、加熱后容器未放入干燥器中冷卻，硫酸銅會吸收水分，導致測出失去的結(jié)晶水偏小進行分析；
B、被測樣品中含有加熱易揮發(fā)的雜質(zhì)，使固體質(zhì)量差偏大，測出失去的結(jié)晶水偏大進行分析；
C、實驗前被測樣品已有部分失水，導致測出失去的結(jié)晶水偏小進行分析；
D、加熱前所用的坩堝未完全干燥，加熱后，水揮發(fā)，導致水的測定結(jié)果偏大進行分析．

解答 解：（1）進行實驗時，A．托盤天平，進行稱量質(zhì)量； B．研缽，進行研磨； C．試管夾，加熱液體進行支持，而加熱的是固體，藥匙不用； D．酒精燈，加熱； E．蒸發(fā)皿，進行蒸發(fā)，而本實驗不需用蒸發(fā)； F．玻璃棒，可以進行轉(zhuǎn)移等使用； G．坩堝，進行加熱； H．干燥器，在冷卻時使用，防止產(chǎn)生誤差；I．泥三角 和 K．三腳架用于固定坩堝；J．石棉網(wǎng)，不用，坩堝可以直接加熱； L．藥匙，稱量時使用； M．坩堝鉗，夾持坩堝；
故填：CEJ；
（2）本實驗為定量實驗，對準確性的要求較高，在加熱冷卻時，為了防止硫酸銅吸水，應將硫酸銅放在干燥器中冷卻，從而得到純凈而干燥的硫酸銅；故填：④；防止固體吸收空氣中的水蒸氣；
（3）在定量實驗中，經(jīng)常會在一些步驟進行重復，如本實驗中的③加熱、④冷卻、⑤稱量的操作步驟要重復使用，直到連續(xù)兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.1g為止，這是為了確定樣品中結(jié)晶水是否已經(jīng)完全除去，保證實驗的準確性；而冷卻需用在干燥器中進行，減少誤差；故填：檢驗樣品中的結(jié)晶水是否完全除去；
（4）使硫酸銅晶體完全失去結(jié)晶水    （4）通過分析可知，硫酸銅晶體的質(zhì)量是：W₂-W₁，失去的結(jié)晶水質(zhì)量是：W₃-W₂，所以硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量是：$\frac{W2-W3}{W2-W1}$×100%；故填：$\frac{W2-W3}{W2-W1}$×100%；
（5）A、加熱后容器未放入干燥器中冷卻，硫酸銅會吸收水分，導致測出失去的結(jié)晶水偏��；
B、被測樣品中含有加熱易揮發(fā)的雜質(zhì)，使固體質(zhì)量差偏大，測出失去的結(jié)晶水偏大；
C、實驗前被測樣品已有部分失水，導致測出失去的結(jié)晶水偏�。�
D、加熱前所用的坩堝未完全干燥，加熱后，水揮發(fā)，導致水的測定結(jié)果偏大．
故選：AC．

點評 本題主要考查了硫酸銅晶體中結(jié)晶水的測定，難度較大，把握實驗操作原理及實驗注意事項是解題的關鍵．