Question

胆矾晶体部分失水后得到某硫酸铜晶体（CuSO₄?xH₂O），华雪同学为研究CuSO₄?xH₂O加热后所得物质的组成，做了以下实验：取10.7gCuSO₄?xH₂O晶体加热使其分解，绘制出固体的质量随温度的变化关系图．如图所示，到t₁℃时该固体完全失去结晶水，化学方程式为：CuSO₄?xH₂O

△   .

CuSO₄+xH₂O↑．
（1）计算该硫酸铜晶体（CuSO₄?xH₂O）中x的值．（CuSO₄?xH₂O的相对分子质量为：160+18x）
（2）CuSO₄中铜元素的质量分数是多少？
（3）升温到t₂℃，残留固体是黑色物质，则m=

 

g．（写出求m的过程）

Answer 1

考点：根据化学反应方程式的计算,元素的质量分数计算

专题：综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）

分析：（1）由图示数据和“到t₁℃时该固体完全失去结晶水”可知，结晶水的质量=10.7g-8.0g=2.7g；然后根据胆矾晶体受热分解的化学方程式和胆矾与结晶水的质量，列出比例式，就可计算出胆矾晶体中x的值；
（2）根据化合物中元素的质量分数=

相对原子质量×原子个数

相对分子质量

×100%，进行分析解答；
（3）因为升温到t₂℃时是硫酸铜受热继续分解，根据质量守恒定律，生成物质中一定有Cu，预测黑色物质，并求出m．

解答：解：（1）由图示数据和“到t₁℃时该固体完全失去结晶水”可知，结晶水的质量为：10.7g-8.0g=2.7g
    CuSO₄?xH₂O

△   .

CuSO₄+xH₂O↑．
                   160    18x
                    8g    2.7g

160

8g

=

18x

2.7g

x=3；
（2）CuSO₄中铜元素的质量分数=

64

64+32+16×4

×100%=40%；
（3）铜元素的质量=8.0g×40%=3.2g．
根据原子守恒，黑色物质中一定含有氧化铜，化学式CuO；
因为黑色物质是CuO，由Cu元素守恒得
m（CuO）=3.2g÷

64

80

=4.0g．
答：（1）该硫酸铜晶体（CuSO₄?xH₂O）中x的值为3；
（2）CuSO₄中铜元素的质量分数是40%；
（3）升温到t₂℃，残留固体是黑色物质，则m=4.0．

点评：本题主要考查学生运用所学化学知识综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．