Question

1．測定硫酸銅晶體（CuSO₄•xH₂O）結(jié)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(fù)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ”，稱為恒重操作．
判斷達(dá)到恒重的依據(jù)是相鄰兩次稱量的質(zhì)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(jié)晶水．
（3）某學(xué)生實驗后得到以表數(shù)據(jù)：

加熱前質(zhì)量		加熱后質(zhì)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(jù)以上數(shù)據(jù)計算該硫酸銅晶體中結(jié)晶水x的值為5.2（精確到0.1）．
②該學(xué)生測定結(jié)果偏高（填“偏高”、“偏低”或“正確”）．
③從下列分析中選出該學(xué)生產(chǎn)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(jié)晶水含量的原理為先將晶體放在研缽中研細(xì)，然后放在坩堝中加熱，直到前后兩次稱量的質(zhì)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(zhì)量差來計算結(jié)晶水含量；
（1）根據(jù)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(jù)測定硫酸銅晶體（CuSO₄•xH₂O）中結(jié)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(jù)測定硫酸銅晶體（CuSO₄•xH₂O）中結(jié)晶水含量的原理，前后兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.001g即可認(rèn)為達(dá)到恒重，說明完全失水；
（3）①根據(jù)結(jié)晶水合物中，結(jié)晶水的質(zhì)量=m（容器十晶體）-m（容器十無水硫酸銅），據(jù)化學(xué)方程式可以計算結(jié)晶水x的值；
②根據(jù)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(zhì)或?qū)嶒炃叭萜髦杏兴�，都會造成測量結(jié)果偏高、偏低，據(jù)此分析．

解答 解：（1）根據(jù)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(jù)測定硫酸銅晶體（CuSO₄•xH₂O）中結(jié)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(jù)測定硫酸銅晶體（CuSO₄•xH₂O）中結(jié)晶水含量的原理，前后兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.001g即可認(rèn)為達(dá)到恒重，說明完全失水，則判斷達(dá)到恒重的依據(jù)是相鄰兩次稱量的質(zhì)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(jié)晶水；故答案為：相鄰兩次稱量的質(zhì)量差小于0.001g；確保晶體失去全部結(jié)晶水；
（3）①由表格中的數(shù)據(jù)，硫酸銅晶體的質(zhì)量為7.900g-5.200g=2.700g，水的質(zhì)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(xué)生測定結(jié)果偏高，故答案為：偏高；
③a．該同學(xué)未做恒重操作，會導(dǎo)致測定的硫酸銅的質(zhì)量偏大，測定的水的質(zhì)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(dǎo)致測定的硫酸銅的質(zhì)量偏大，測定的水的質(zhì)量偏小，故b錯誤；
c．加熱過程中有少量晶體濺出，會導(dǎo)致測定的硫酸銅的質(zhì)量偏小，導(dǎo)致水的質(zhì)量測定結(jié)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(jié)晶水含量實驗，對失水得到產(chǎn)物的分析判斷以及對實驗結(jié)果產(chǎn)生的誤差的原因進行分析是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．