Question

【题目】根据实验室制定硫酸铜结晶水含量的实验，填写下列空白：

实验步骤为：①研磨；②准确称取2.0g已经研碎的硫酸铜晶体；③加热；④冷却；⑤称量；⑥重复③至⑤的操作，直至………；⑦根据实验数据计算硫酸铜晶体里结晶水的含量。请回答相关问题：

(1)步骤①需要的实验仪器是____________，步骤④需要使用的仪器是____________，使用此仪器的目的是防止无水硫酸铜在冷却过程中吸收空气中的水蒸气。

(2)步骤③所用的大部分仪器如下图，在空格中填入仪器的名称：

步骤⑥操作位重复③至⑤的操作，直至_______________________________________

(3)某学生实验后得到以下数据：

加热前质量		加热后质量
m1（容器）	m2（容器+晶体）	m3（容器+无水硫酸铜）
5.400	7.900	6.800

计算：试验测定1mol硫酸铜晶体的结晶水：x=_________________________________，

本次实验的相对误差为______________________。（保留2位小数）

(4)若操作正确，但实验测得的硫酸铜晶体里结晶水的含量偏低。其原因可能是__________（填编号）

A被测样品中含有加热不挥发的杂质 B被测样品中含有加热易挥发的杂质

C实验前被测样品已有部分失水 D加热前所用的坩埚未完全干燥

(5)用重量法测定绿矾（FeSO4xH2O）中结晶水含量，加热失水时必须不断通入氮气，装置如图，

说明反应必须在氮气环境中的原因：

_________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】研体 干燥器 连续两次称量的质量差不超过0.1g为止 6.98 0.40 AC 空气中含有氧气和水蒸气，会是Fe2+发生水解和氧化，所以要在氮气环境中进行

【解析】

（1）首先根据实验步骤中的各步操作，确定所需的实验仪器；

（2）加热固体至恒重；

（3）根据结晶水合物中，结晶水的质量=m（容器十晶体）-m（容器十无水硫酸铜），据化学方程式可以计算结晶水x的值，在测定中若被测样品中含有加热挥发的杂质或实验前容器中有水，都会造成测量结果偏高、偏低；

（4）根据操作过程中引起的固体质量的误差或杂质性质等进行分析判断；

（5）根据+2价铁易被氧化进行分析解答。

(1)步骤①研磨需要的实验仪器是研体，步骤④冷却加热后的固体必须在干燥器中进行，故需要使用的仪器是干燥器，使用此仪器的目的是防止无水硫酸铜在冷却过程中吸收空气中的水蒸气；

(2) 步骤⑥操作位重复③至⑤的操作，直至连续两次称量的质量差不超过0.1g为止；

(3) 硫酸铜晶体的质量为7.900g－5.400g＝2.500g，水的质量为7.900g－6.800g＝1.100g；

CuSO4·xH2OCuSO4 +xH2O

160+18x 160 18x

2.500g 1.100g

，解得x=6.98，

硫酸铜晶体的化学式为CuSO4·5H2O，本次实验的相对误差为；

(4)A、被测样品中含有加热不挥发的杂质，则剩余固体的质量增加，则水的含量偏低，选项A符合；

B、被测样品含有易挥发的杂质，则挥发出去都认为是水，则水的质量变多，则结晶水的含量增加，选项B不符合；

C、实验前被测样品中已经部分失水，则测的水的质量减小，结晶水的含量偏低，选项C符合；

D、坩埚未干燥，则加热时也有水减小，则结晶水的质量增加，含量增加，选项D不符合。

答案选AC；

(5) 空气中含有氧气和水蒸气，会是Fe2+发生水解和氧化，所以要在氮气环境中进行。