Question

13．制備銅的某化合物晶體，取5.12gCu、14.5mol/LHNO₃ 15mL，6.0mol/LHCl 50mL，混合后Cu完全反應(yīng)，反應(yīng)后溶液有水54.32g，再經(jīng)水浴保溫蒸發(fā)掉42g，冷卻至20℃并過(guò)濾，得到8.12g晶體，通過(guò)計(jì)算推斷此晶體的化學(xué)式
已知：20℃溶解度  CuCl₂•2H₂O  73g/100gH₂O  Cu（NO₃）₂•3H₂O  125g/100gH₂O．

Answer 1

分析 取5.12gCu，物質(zhì)的量是0.08mol，根據(jù)銅元素守恒，Cu最終完全轉(zhuǎn)化為CuCl₂•2H₂O晶體，質(zhì)量是13.68g，完全轉(zhuǎn)化為 Cu（NO₃）₂•3H₂O晶體，質(zhì)量是19.36g，反應(yīng)后溶液有中水54.32g，再經(jīng)水浴保溫蒸發(fā)掉42g，得到的飽和溶液中含有水22.32g，根據(jù)溶解度的概念進(jìn)行計(jì)算即可．

解答 解：物質(zhì)混合后發(fā)生反應(yīng)的表達(dá)式為：Cu+NO₃^-+H⁺=Cu²⁺+H₂O+NOx↑，根據(jù)20℃溶解度：CuCl₂•2H₂O 73g/100gH₂O，Cu（NO₃）₂•3H₂O，125g/100gH₂O，所以Cu（NO₃）₂•3H₂O得溶解度大，硝酸根離子的剩余量很小，所以析出的是CuCl₂晶體，取5.12gCu，物質(zhì)的量是$\frac{5.12g}{64g/mol}$=0.08mol，根據(jù)銅元素守恒，生成的氯化銅質(zhì)量是5.12×$\frac{135}{64}$=10.8g，反應(yīng)后溶液有水54.32g，再經(jīng)水浴保溫蒸發(fā)掉42g，得到的飽和溶液中含有水12.32g，設(shè)析出的晶體中含有氯化銅的質(zhì)量是S，則$\frac{73×\frac{135}{171}}{100g+73×\frac{36}{171}}$=$\frac{S}{100g}$，得S=50g，設(shè)最終得到的晶體的化學(xué)式為：CuCl₂•xH₂O，所以$\frac{10.8-8.12×\frac{135}{135+18x}}{12.32-8.12×\frac{18x}{135+18x}}$=$\frac{50.0}{100}$，解得x=3，所以析出的是CuCl₂•3H₂O．
答：晶體的化學(xué)式為：CuCl₂•3H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生溶解度的計(jì)算以及物質(zhì)的分子式的確定知識(shí)，屬于綜合計(jì)算題目，注意元素守恒的應(yīng)用，難度較大．