Question

1．測定硫酸銅晶體（CuSO₄•xH₂O）結晶水含量的實驗流程如下：

回答下列問題：
（1）以下是實驗中可能用到的幾種儀器，請在圖下方橫線上寫出儀器名稱．
a．電子天平  b．坩堝 c．干燥器 d．酒精噴燈
①“操作I”是灼燒硫酸銅晶體，用到上述bd（填序號）儀器．
②“操作Ⅱ”的操作是冷卻，必須在c（填序號）中進行．
（2）“重復操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ”，稱為恒重操作．
判斷達到恒重的依據是相鄰兩次稱量的質量差小于0.001g；
進行恒重操作的目的是確保晶體失去全部結晶水．
（3）某學生實驗后得到以表數據：

加熱前質量		加熱后質量
m1（容器）	m2（容器+晶體）	m3（容器+無水硫酸銅）
5.200g	7.900g	6.900g

①根據以上數據計算該硫酸銅晶體中結晶水x的值為5.2（精確到0.1）．
②該學生測定結果偏高（填“偏高”、“偏低”或“正確”）．
③從下列分析中選出該學生產生實驗誤差的原因可能是（填序號）c．
a．沒有進行恒重操作
b．加熱固體到白色后，露置在空氣中冷卻
c．加熱過程中晶體有少量濺失
d．加熱后在干燥器中冷卻至室溫后稱量．

Answer 1

分析 測定硫酸銅晶體（CuSO₄•xH₂O）中結晶水含量的原理為先將晶體放在研缽中研細，然后放在坩堝中加熱，直到前后兩次稱量的質量差不超過0.001g后停止加熱，說明完全失水，再放在干燥器中冷卻，最后利用加熱前后的質量差來計算結晶水含量；
（1）根據儀器圖形可以判斷b為坩堝c為干燥器；
①“操作I”是灼燒硫酸銅晶體，則在坩堝中加熱；
②根據測定硫酸銅晶體（CuSO₄•xH₂O）中結晶水含量的原理，“操作Ⅱ”的操作是放在干燥器中冷卻；
（2）根據測定硫酸銅晶體（CuSO₄•xH₂O）中結晶水含量的原理，前后兩次稱量的質量差不超過0.001g即可認為達到恒重，說明完全失水；
（3）①根據結晶水合物中，結晶水的質量=m（容器十晶體）-m（容器十無水硫酸銅），據化學方程式可以計算結晶水x的值；
②根據計算出的x值與理論值5比較；
②在測定中若被測樣品中含有加熱揮發(fā)的雜質或實驗前容器中有水，都會造成測量結果偏高、偏低，據此分析．

解答 解：（1）根據儀器圖形可以判斷b為坩堝c為干燥器，故答案為：坩堝；干燥器；
①“操作I”是灼燒硫酸銅晶體，則在坩堝中加熱，所以用到上述b坩堝和d酒精噴燈儀器，故選：bd；
②根據測定硫酸銅晶體（CuSO₄•xH₂O）中結晶水含量的原理，“操作Ⅱ”的操作是放在干燥器中冷卻，所以“操作Ⅱ”的操作是冷卻，必須在c干燥器中進行，故答案為：冷卻；c；
（2）根據測定硫酸銅晶體（CuSO₄•xH₂O）中結晶水含量的原理，前后兩次稱量的質量差不超過0.001g即可認為達到恒重，說明完全失水，則判斷達到恒重的依據是相鄰兩次稱量的質量差小于0.001g；進行恒重操作的目的是 確保晶體失去全部結晶水；故答案為：相鄰兩次稱量的質量差小于0.001g；確保晶體失去全部結晶水；
（3）①由表格中的數據，硫酸銅晶體的質量為7.900g-5.200g=2.700g，水的質量：7.900g-6.900g=1.000g，
則CuSO ₄．xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO ₄+xH₂O，
      160+18x                           18x
       2.700g                           1.000g
$\frac{160+18x}{2.700}$=$\frac{18x}{1.000}$，解得x≈5.2，
故答案為：5.2；
②由①計算出x≈5.2，則大于理論值5，所以該學生測定結果偏高，故答案為：偏高；
③a．該同學未做恒重操作，會導致測定的硫酸銅的質量偏大，測定的水的質量偏小，故a錯誤；
b．加熱固體到白色后，露置在空氣中冷卻，則硫酸銅又吸水，會導致測定的硫酸銅的質量偏大，測定的水的質量偏小，故b錯誤；
c．加熱過程中有少量晶體濺出，會導致測定的硫酸銅的質量偏小，導致水的質量測定結果偏大，故c正確；
d．加熱后在干燥器中冷卻至室溫后稱量，為正確操作，無影響，故d錯誤；
故選：c．

點評 本題考查了實驗室測定硫酸銅晶體結晶水含量實驗，對失水得到產物的分析判斷以及對實驗結果產生的誤差的原因進行分析是解答的關鍵，題目難度中等．