Question

仔細閱讀給CuSO₄·5H₂O晶體加熱過程中依次發(fā)生的如下反應：
CuSO₄·5H₂OCuSO₄+5H₂O，CuSO₄CuO+SO₃
4CuO2Cu₂O+O₂,2SO₃2SO₂+O₂
今取25.0 g CuSO₄·5H₂O晶體加熱，使之均勻、緩慢升溫至1000 ℃，并恒溫1 h。請完成下列問題：
(1)最終所得固體的顏色為____________，質量為____________ g。
(2)不考慮實驗帶來的誤差，在反應條件下，反應后的除去水后的氣態(tài)產物的物質的量可能為____________(填寫下列選項)。
A.0                   B.0.1 mol                  C.大于0.1 mol
(3)(2)問中除上述三個選項外，你認為更準確的范圍應該是什么？并予以說明。
(4)如果某同學做此實驗時，最后固體質量為7.6 g，試通過計算判斷該固體物質的組成，其物質的量各是多少？

Answer 1

(1)紅(或磚紅)色  7.2  (2)C
(3)CuO分解生成0.025 mol O₂，SO₃分解是可逆反應，故SO₃分解反應混合物大于0.1 mol，小于0.15 mol，所以氣體的總物質的量大于0.125 mol，小于0.175 mol
(4)剩余固體7.6 g，介于7.2—8.0 g之間，故為CuO和Cu₂O混合物。
n(Cu)=n(CuSO₄·5H₂O)="0.1" mol

n(CuO)="0.05" mol
n(Cu₂O)="0.025" mol

由題給信息知，反應最終固體產物是紅色的Cu₂O，并由Cu元素守恒得m(Cu₂O)= n(CuSO₄·5H₂O)×M(Cu₂O)=×0.1 mol×144 g·mol^-1="7.2" g。若不考慮誤差，0.1 mol CuSO₄分解產生SO₃和CuO各0.1 mol，CuO又分解生成0.025 mol O₂，由于SO₃分解是可逆反應，反應混合物大于0.1 mol，小于0.15 mol，所以氣體的總物質的量大于0.125 mol，小于0.175 mol。由于0.1 mol CuSO₄·5H₂O高溫分解可得0.1 mol CuO，即質量為8.0 g，CuO繼續(xù)分解最終可得7.2 g Cu₂O。如果最后固體質量為7.6 g，介于7.2 g—8.0 g之間，說明是CuO和Cu₂O的混合物，可依據Cu元素守恒列方程組求解其物質的量。