Question

0．80gCuSO₄•5H₂O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示．

请回答下列问题：

（1）试确定200℃时固体物质的化学式___________(要求写出推断过程)；

（2）取270℃所得样品，于570℃灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为___________，把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为___________，其存在的最高温度是___________；

（3）在0．10mol•L^-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH=8时，c(Cu²⁺)=___________ mol•L^-1(K_sp[Cu(OH)₂]=2．2×10^-20)．若在0．1mol•L^-1硫酸铜溶液中通入过量H₂S气体，使Cu²⁺完全沉淀为CuS，此时溶液中的H⁺浓度是___________ mol•L^-1。

（4） 25℃，在0．10mol•L^-1H₂S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S^2-)关系如图(忽略溶液体积的变化、H₂S的挥发)。

①pH=13时，溶液中的c(H₂S)+c(HS^-)=___________ mol•L^-1．

②某溶液含0．020mol•L^-1Mn²⁺、0．10mol•L^-1H₂S，当溶液pH=___________时，Mn²⁺开始沉淀，[已知：Ksp(MnS)=2．8×10^-13]。

Answer

（1）CuSO4•H2O；

（2）CuSO4 CuO+SO3↑；CuSO4•5H2O；102℃；

（3）2．2×10-8；0．2（4）①0．043；②5

【解析】

试题分析：（1）CuSO4•5H2O受热到102℃时开始脱水分解，113℃时可得到较稳定的一种中间物，到258℃时才会继续分解．在200℃时失去的水的质量为0．80g-0．57g=0．23g，

根据反应的化学方程式：

CuSO4•5H2OCuSO4•（5-n）H2O+nH2O

250 18n

0．80g 0．80g-0．57g=0．23g

＝，解得n=4，200℃时该固体物质的化学式为CuSO4•H2O，故答案为CuSO4•H2O；

（2）温度为570℃灼烧得到的黑色粉末应是CuO，氧化性气体则为SO3，反应方程式为：CuSO4 CuO+SO3↑；CuO与稀硫酸反应的产物是硫酸铜和水，蒸发浓缩、冷却得到的晶体为CuSO4•5H2O；其存在的最高102℃．故答案为：CuSO4 CuO+SO3↑； CuSO4•5H2O；102℃；

（3）SO3与水反应生成硫酸，浓硫酸与铜加热反应的化学方程式为：2H2SO4（浓）+CuCuSO4+SO2↑+2H2O，故答案为：2H2SO4（浓）+CuCuSO4+SO2↑+2H2O；

（4）根据题给Cu（OH）2的溶度积即可确定pH=8时，c（OH-） = 10-6 mol/L ，Ksp[Cu（OH）2] = 2．2 × 10-20 ，则c（Cu2+） = 2．2 × 10-8 mol•L-1；在0．1mol•L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2+完全沉淀为CuS，此时溶液中的溶质为硫酸，c（SO42-）不变，为0．1mol•L-1，由电荷守恒可知c（H+）为0．2mol•L-1．故答案为：2．2×10-8；0．2

（4）①根据溶液pH与c（S2-）关系图pH=13时，c（S2-）=5．7×10-2mol/L，在0．10mol•L-1H2S溶液中根据硫守恒c（H2S）+c（HS-）+c（S2-）=0．10mol•L-1，所以c（H2S）+c（HS-）=0．1-5．7×10-2=0．043mol/L，故答案为：0．043；

②当Qc=Ksp（MnS）时开始沉淀，所以c（S2-） = = mol/L = 1．4 × 10-11 mol/L，结合图象得出此时的pH=5，所以pH=5时锰离子开始沉淀，故答案为：5。

考点：考查了浓硫酸的性质、物质的量浓度的计算、离子浓度大小的比较、硫酸铜晶体中结晶水含量的测定的相关知识。