实验数据的处理与分析-最新学习文档

实验数据的处理与分析 1． 0.80 g CuSO4·5H2O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)如下图所示。 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________。 答案 (1)CuSO4·H2O

CuSO4·5H2O=====CuSO4·(5－n)H2O＋nH2O 250 18n 0.80 g

0.80 g－0.57 g＝0.23 g

200 ℃

25018n

可列式：＝，求得n≈4,200 ℃时产物为CuSO4·H2O晶体。

0.80 g0.23 g(2)CuSO4=====CuO＋SO3↑ CuSO4·5H2O 102 ℃

解析 (1)分析CuSO4·5H2O受热脱水过程的热重曲线可知，200 ℃时和113 ℃时的产物相同，可根据113 ℃时样品质量确定脱水产物，设113 ℃时产物为CuSO4·(5－n)H2O，则有 CuSO4·5H2O=====CuSO4·(5－n)H2O＋nH2O 250 18n 0.80 g

0.80 g－0.57 g＝0.23 g

200 ℃570 ℃

25018n可列式：＝，求得n≈4,200 ℃时产物为CuSO4·H2O晶体。

0.80 g0.23 g

(2)根据灼烧产物是黑色粉末可知分解生成CuO，则具有氧化性的另一产物为SO3，所以灼烧时反应方程式为CuSO4=====CuO＋SO3↑，CuO溶于稀硫酸得CuSO4溶液，结晶时又生成CuSO4·5H2O，由脱水过程的热重曲线可知其存在的最高温度为102 ℃。

2．现有一份CuO和Cu2O的混合物，用H2还原法测定其中的CuO质量x g，实验中可以测定以

下数据：①W：混合物的质量(g)、②W(H2O)：生成水的质量(g)、③W(Cu)：生成Cu的质量(g)、④V(H2)：标准状况下消耗H2的体积(L)。

(已知摩尔质量：Cu：64 g·mol1、CuO：80 g·mol1、Cu2O：144 g·mol1、

－

－

－

570 ℃

H2O：18 g·mol1)

－

(1)为了计算x至少需要测定上述4个数据中的________个，这几个数据的组合共有________种。请将

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这些组合一一填入下列空格中。

说明：①选用W、W(H2O)、W(Cu)、V(H2)表示，不必列出具体算式。 ②每个空格中填一种组合，有几种组合就填几种，不必填满。

(2)从上述组合中选出一个含W的求x的计算式：__________________________。 (3)以上数据组合中易于取得的一组是_____________________________________。 答案 (1)2 5

W、W(H2O) W(Cu)、V(H2) (2)可从以下三组中任选一组 ①②③

x2?W－x?W?Cu?＋＝ 8014464xW－xW?H2O?＋＝ 8014418xW－xV?H2?＋＝ 8014422.4

W、W(Cu) W、V(H2) W(H2O)、W(Cu) (3)W和W(Cu)

解析 本题是考查学生根据实验试题的要求，设计实验方案的能力及数据处理能力，而且本题是数学知识与化学结合的一个题目。本题想解决的是CuO和Cu2O二元混合物的质量组成，要通过列二元一次方程组的方法求解，所以需要获得两个数据。将题中所给数据进行排列组合，有下列6种组合。

W、W(H2O) W(H2O)、V(H2) W、W(Cu) W(Cu)、 W(H2) 在6种组合中不难看出V(H2)、W(H2O)一组不能成立，因为这一组仅与氧元素有关而与铜元素无关，不能形成两个有效的二元一次方程，无法求出CuO和Cu2O的量，所以实际只有5组数据组合是合理的。但在这5种组合中，结合氢气要过量的特点，W(H2)这一数据在获得上有一定的困难。测W(H2O)易受空气中的水及CO2的干扰，并且装置复杂，数据合理，但不简易。W及W(Cu)在获取上是最容易且可靠的 3．手持技术又称掌上技术，是由数据采集器、传感器和配套的软件组成的定量采集各种常

见数据并能与计算机连接的实验技术系统。某研究小组利用手持技术，获得8.34 g FeSO4·7H2O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)如下图所示。 请回答下列问题：

W、V(H2) W(H2O)、W(Cu) 第 2 页

(1)试确定78 ℃时固体物质M的化学式：______________________________。

(2)取适量380 ℃时所得的样品P，隔绝空气加热至650 ℃，得到一种固体物质Q，同时有两种无色气体生成且两种气体的组成元素相同，摩尔质量相差16，写出该反应的化学方程式：_____________________________________________________。

(3)某兴趣小组用如图所示装置设计实验，验证(2)中生成的气态物质，并测定已分解的P的质量(不考虑装置内空气的影响)。

①试剂X的名称是__________________。

②按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：c→__________________。

③充分反应后，利用装置Ⅲ中圆底烧瓶内混合物测定已分解的P的质量，其操作步骤为，第一步：向圆底烧瓶中逐滴加入氯化钡溶液，直至沉淀完全；第二步：过滤混合物，在过滤器上将沉淀洗净后，烘干并冷却至室温，称重；第三步：继续烘干、冷却并称量直至连续两次称量的质量差不超过0.1 g为止。若最终得到沉淀的质量为W g，则已分解的P的质量为________ g(填计算式)。 ④上述测得已分解的P的质量比实际分解质量要小，原因是__________________。 答案 (1)FeSO4·4H2O

(2)2FeSO4=====Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑

(3)①品红溶液(或酸性高锰酸钾溶液)(其他合理答案均可) ②a→b→f→e→d ③

W×152×2

(其他合理答案均可)

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高温

④实验装置中仍有一部分气体残留

解析 根据图中所给数据可以计算出78 ℃及380 ℃时的固体产物分别为FeSO4·4H2O和FeSO4。实验设计部分的解题关键是要弄清楚实验原理、目的，并根据二氧化硫、三氧化硫的有关性质进行解题。

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