Question

【題目】根據實驗室制定硫酸銅結晶水含量的實驗，填寫下列空白：

實驗步驟為：①研磨；②準確稱取2.0g已經研碎的硫酸銅晶體；③加熱；④冷卻；⑤稱量；⑥重復③至⑤的操作，直至………；⑦根據實驗數據計算硫酸銅晶體里結晶水的含量。請回答相關問題：

(1)步驟①需要的實驗儀器是____________，步驟④需要使用的儀器是____________，使用此儀器的目的是防止無水硫酸銅在冷卻過程中吸收空氣中的水蒸氣。

(2)步驟③所用的大部分儀器如下圖，在空格中填入儀器的名稱：

步驟⑥操作位重復③至⑤的操作，直至_______________________________________

(3)某學生實驗后得到以下數據：

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）
5.400	7.900	6.800

計算：試驗測定1mol硫酸銅晶體的結晶水：x=_________________________________，

本次實驗的相對誤差為______________________。（保留2位小數）

(4)若操作正確，但實驗測得的硫酸銅晶體里結晶水的含量偏低。其原因可能是__________（填編號）

A被測樣品中含有加熱不揮發的雜質 B被測樣品中含有加熱易揮發的雜質

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

(5)用重量法測定綠礬（FeSO4xH2O）中結晶水含量，加熱失水時必須不斷通入氮氣，裝置如圖，

說明反應必須在氮氣環境中的原因：

_________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】研體 干燥器 連續兩次稱量的質量差不超過0.1g為止 6.98 0.40 AC 空氣中含有氧氣和水蒸氣，會是Fe2+發生水解和氧化，所以要在氮氣環境中進行

【解析】

（1）首先根據實驗步驟中的各步操作，確定所需的實驗儀器；

（2）加熱固體至恒重；

（3）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，在測定中若被測樣品中含有加熱揮發的雜質或實驗前容器中有水，都會造成測量結果偏高、偏低；

（4）根據操作過程中引起的固體質量的誤差或雜質性質等進行分析判斷；

（5）根據+2價鐵易被氧化進行分析解答。

(1)步驟①研磨需要的實驗儀器是研體，步驟④冷卻加熱后的固體必須在干燥器中進行，故需要使用的儀器是干燥器，使用此儀器的目的是防止無水硫酸銅在冷卻過程中吸收空氣中的水蒸氣；

(2) 步驟⑥操作位重復③至⑤的操作，直至連續兩次稱量的質量差不超過0.1g為止；

(3) 硫酸銅晶體的質量為7.900g－5.400g＝2.500g，水的質量為7.900g－6.800g＝1.100g；

CuSO4·xH2OCuSO4 +xH2O

160+18x 160 18x

2.500g 1.100g

，解得x=6.98，

硫酸銅晶體的化學式為CuSO4·5H2O，本次實驗的相對誤差為；

(4)A、被測樣品中含有加熱不揮發的雜質，則剩余固體的質量增加，則水的含量偏低，選項A符合；

B、被測樣品含有易揮發的雜質，則揮發出去都認為是水，則水的質量變多，則結晶水的含量增加，選項B不符合；

C、實驗前被測樣品中已經部分失水，則測的水的質量減小，結晶水的含量偏低，選項C符合；

D、坩堝未干燥，則加熱時也有水減小，則結晶水的質量增加，含量增加，選項D不符合。

答案選AC；

(5) 空氣中含有氧氣和水蒸氣，會是Fe2+發生水解和氧化，所以要在氮氣環境中進行。