Question

（8分）胆矾晶体是硫酸铜的结晶水合物，其化学式为CuSO₄•5H₂O。在加热情况下，按温度不同，胆矾晶体会历经一系列的变化，得到不同组成的固体。（第（1）（2）问用小数表示）

（1）称取0.10g含有杂质的胆矾试样于锥形瓶中，加入0.10 mol/L氢氧化钠溶液28.00 mL，反应完全后，过量的氢氧化钠用0.10 mol/L硫酸滴定到终点，消耗硫酸10.08 mL，则试样中胆矾的质量分数为________（已知：CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄；试样中杂质不与酸碱反应）

（2）将1.250 g 纯净的胆矾晶体置于坩埚中加热一段时间，测得剩余固体质量为0.960 g。剩余固体中结晶水的质量分数为__________(保留三位小数)。

（3）将无水硫酸铜加热至650℃以上，可得到黑色的氧化铜与三氧化硫、二氧化硫和氧气的混合气体。现将9.600 g无水硫酸铜充分加热分解为氧化铜，将生成的气体通过足量的吸收剂（碱石灰），吸收剂增重4.416 g。则最终吸收剂中硫酸盐与亚硫酸盐的物质的量之比为        

（4）取x g铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中硝酸被还原只产生8 960 mL的NO₂气体和672 mL N₂O₄的气体(都已折算到标准状态)，在反应后的溶液中加足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀质量为17.02 g。则x等于          

Answer

（1）0.98（2分）;（2）0.167 （2分）（3）3:2（2分）;（4）9.2 (2分).

【解析】

试题分析：n(NaOH)= 0.10 mol/L×0.028L=0.0028mol,n(H2SO4)= 0.10 mol/×0.01008 L=0.001008mol,所以与CuSO4反应的NaOH的物质的量是：0.0028mol－0.001008mol×2=0.000784mol,因此CuSO4的质量是：(0.000784mol÷2)×250g/mol=0.098g, 则试样中胆矾的质量分数为0.098g÷0.10g=0.98；（2）m(CuSO4)= (1.250 g÷250g/mol)×160g/mol=0.8g,所以在剩余固体质量0.960 g中含有的结晶水质量是0.960 g－0.8g=0.160g,因此剩余固体中结晶水的质量分数为0.160g÷0.960 g=0.167；（3）n(CuSO4)= 9.600 g÷160g/mol=0.06mol，将生成的气体通过足量的吸收剂（碱石灰），若转化为硫酸盐1mol，则增重80g，若转化为亚硫酸盐1mol，则增重64g，现在吸收剂增重4.416 g。假设产生的硫酸盐、亚硫酸盐的物质的量分别是xmol、ymol，则根据S原子守恒可得x+y=0.06,80x+64y=4.416。 解得x=0.036mol；y=0.024mol，所以最终吸收剂中硫酸盐与亚硫酸盐的物质的量之比为0.036mol：0.024mol=3：2。（4）在反应过程中Mg、Cu失去的电子与硝酸变为气体得到的电子相等，还等于金属形成沉淀时结合的OH-的物质的量。沉淀的质量就是金属质量与结合的OH-的质量的和。n(e-)=n(OH-) =8.96L÷22.4L/mol + (0.672L÷22.4L)×2=0.46mol，m(OH-)=0.46mol×17g/mol=7.82g,所以铜镁合金质量是17.02 g－7.82g=9.2g。

考点：考查守恒的方法在化学计算中的应用的知识。