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9.胆矾(CuSO₄·5H₂O)广泛应用于生产生活中。
(1)将25.0 g胆矾放在坩埚内加热,固体质量与成分随温度变化的曲线如图所示。
①加热至℃时,CuSO₄开始分解。
②根据胆矾分解的化学方程式:
$\ce{CuSO_{4} · 5H_{2}O\xlongequal{\Delta} CuSO_{4} + 5H_{2}O},$已知分解过程会产生9.0 g的水,则图中x的值是______。(2)工业上可利用CO还原氧化铜冶炼金属铜,发生反应$:\ce{CO + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + CO_{2}},$试利用化学方程式计算8吨CuO理论上可冶炼出多少吨铜。
(1)将25.0 g胆矾放在坩埚内加热,固体质量与成分随温度变化的曲线如图所示。
①加热至℃时,CuSO₄开始分解。
②根据胆矾分解的化学方程式:
$\ce{CuSO_{4} · 5H_{2}O\xlongequal{\Delta} CuSO_{4} + 5H_{2}O},$已知分解过程会产生9.0 g的水,则图中x的值是______。(2)工业上可利用CO还原氧化铜冶炼金属铜,发生反应$:\ce{CO + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + CO_{2}},$试利用化学方程式计算8吨CuO理论上可冶炼出多少吨铜。
答案
(1)①650 ②16.0
(2)解:设理论上可冶炼出铜的质量是x。
$\ce{CO + CuO\xlongequal{\Delta}Cu + CO_{2}}$
80 64
8 t x
$\dfrac{80}{64}=\dfrac{8\ \mathrm{t}}{x}\ \ \ \ \ x=6.4\ \mathrm{t}$
答:理论上可冶炼出铜的质量是6.4 t。
(2)解:设理论上可冶炼出铜的质量是x。
$\ce{CO + CuO\xlongequal{\Delta}Cu + CO_{2}}$
80 64
8 t x
$\dfrac{80}{64}=\dfrac{8\ \mathrm{t}}{x}\ \ \ \ \ x=6.4\ \mathrm{t}$
答:理论上可冶炼出铜的质量是6.4 t。
解析
【分析】
首先观察图像确定CuSO₄开始分解的温度：图像中650℃时，对应CuSO₄的固体质量平台结束、开始下降，即为分解起始温度；计算x值时，先根据胆矾的质量和分解生成水的质量，结合分解方程式推导生成CuSO₄的质量；对于CO还原CuO的计算，利用化学方程式中CuO与Cu的质量比，列比例式求解。
【解析】
(1)①由图像可知，温度达到650℃时，CuSO₄对应的固体质量不再保持稳定平台，开始下降，说明此时CuSO₄开始分解，故答案为650。
②胆矾（$\ce{CuSO_{4}·5H_{2}O}$）的摩尔质量为$250\ \mathrm{g/mol}$，25.0g胆矾的物质的量为$\frac{25.0\ \mathrm{g}}{250\ \mathrm{g/mol}}=0.1\ \mathrm{mol}$。根据分解方程式$\ce{CuSO_{4}·5H_{2}O\xlongequal{\Delta} CuSO_{4} +5H_{2}O}$，0.1mol胆矾完全分解生成0.1mol $\ce{CuSO_{4}}$和0.5mol $\ce{H_{2}O}$，0.5mol水的质量为$0.5\ \mathrm{mol}×18\ \mathrm{g/mol}=9.0\ \mathrm{g}$，与题目条件一致；生成$\ce{CuSO_{4}}$的质量为$0.1\ \mathrm{mol}×160\ \mathrm{g/mol}=16.0\ \mathrm{g}$，即x=16.0。
(2)设理论上可冶炼出铜的质量为x，根据反应$\ce{CO + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + CO_{2}}$，CuO与Cu的质量比为80:64，列比例式：
$\frac{80}{64}=\frac{8\ \mathrm{t}}{x}$
解得$x=\frac{64×8\ \mathrm{t}}{80}=6.4\ \mathrm{t}$。
【答案】
(1)①650；②16.0；(2)6.4 t
【知识点】
化学方程式计算、质量守恒定律、图像分析应用
【点评】
本题结合图像与化学计算，考察学生的读图能力、化学方程式计算能力，以及对胆矾分解反应的理解，难度适中，注重基础知识的综合应用。
【难度系数】
0.6
首先观察图像确定CuSO₄开始分解的温度：图像中650℃时，对应CuSO₄的固体质量平台结束、开始下降，即为分解起始温度；计算x值时，先根据胆矾的质量和分解生成水的质量，结合分解方程式推导生成CuSO₄的质量；对于CO还原CuO的计算，利用化学方程式中CuO与Cu的质量比，列比例式求解。
【解析】
(1)①由图像可知，温度达到650℃时，CuSO₄对应的固体质量不再保持稳定平台，开始下降，说明此时CuSO₄开始分解，故答案为650。
②胆矾（$\ce{CuSO_{4}·5H_{2}O}$）的摩尔质量为$250\ \mathrm{g/mol}$，25.0g胆矾的物质的量为$\frac{25.0\ \mathrm{g}}{250\ \mathrm{g/mol}}=0.1\ \mathrm{mol}$。根据分解方程式$\ce{CuSO_{4}·5H_{2}O\xlongequal{\Delta} CuSO_{4} +5H_{2}O}$，0.1mol胆矾完全分解生成0.1mol $\ce{CuSO_{4}}$和0.5mol $\ce{H_{2}O}$，0.5mol水的质量为$0.5\ \mathrm{mol}×18\ \mathrm{g/mol}=9.0\ \mathrm{g}$，与题目条件一致；生成$\ce{CuSO_{4}}$的质量为$0.1\ \mathrm{mol}×160\ \mathrm{g/mol}=16.0\ \mathrm{g}$，即x=16.0。
(2)设理论上可冶炼出铜的质量为x，根据反应$\ce{CO + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + CO_{2}}$，CuO与Cu的质量比为80:64，列比例式：
$\frac{80}{64}=\frac{8\ \mathrm{t}}{x}$
解得$x=\frac{64×8\ \mathrm{t}}{80}=6.4\ \mathrm{t}$。
【答案】
(1)①650；②16.0；(2)6.4 t
【知识点】
化学方程式计算、质量守恒定律、图像分析应用
【点评】
本题结合图像与化学计算，考察学生的读图能力、化学方程式计算能力，以及对胆矾分解反应的理解，难度适中，注重基础知识的综合应用。
【难度系数】
0.6
10. 将12.9 gNaCl和$\ce{Na_{2}CO_{3}}$固体混合物完全溶于水中形成溶液，再将75 g$\ce{CaCl_{2}}$溶液分5次加入该溶液中，充分反应，测得的数据如下表。（反应的化学方程式为$\ce{Na_{2}CO_{3} + CaCl_{2} = CaCO_{3}↓ + 2NaCl}$）
(1) 表格中$m$的数值是
(2) 溶液中$\ce{Na_{2}CO_{3}}$完全反应是在第
(3) 求固体混合物中$\ce{NaCl}$的质量。（写出计算过程）
(1) 表格中$m$的数值是
6
。(2) 溶液中$\ce{Na_{2}CO_{3}}$完全反应是在第
4
次实验。(3) 求固体混合物中$\ce{NaCl}$的质量。（写出计算过程）
答案
(1)6 (2)4
(3)解:设固体混合物中$\ce{Na_{2}CO_{3}}$的质量为x。
$\ce{Na_{2}CO_{3} + CaCl_{2} = CaCO_{3}↓ + 2NaCl}$
106 100
x 10 g
$\dfrac{106}{100}=\dfrac{x}{10\ \mathrm{g}}\ \ \ \ \ x=\dfrac{106×10\ \mathrm{g}}{100}=10.6\ \mathrm{g}$
固体混合物中$\ce{NaCl}$的质量为12.9 g-10.6 g=2.3 g
答:固体混合物中$\ce{NaCl}$的质量为2.3 g。
(3)解:设固体混合物中$\ce{Na_{2}CO_{3}}$的质量为x。
$\ce{Na_{2}CO_{3} + CaCl_{2} = CaCO_{3}↓ + 2NaCl}$
106 100
x 10 g
$\dfrac{106}{100}=\dfrac{x}{10\ \mathrm{g}}\ \ \ \ \ x=\dfrac{106×10\ \mathrm{g}}{100}=10.6\ \mathrm{g}$
固体混合物中$\ce{NaCl}$的质量为12.9 g-10.6 g=2.3 g
答:固体混合物中$\ce{NaCl}$的质量为2.3 g。
解析
【分析】
要解决本题，需先分析实验中沉淀质量的变化规律：每次加入15g CaCl₂溶液时，生成沉淀的质量呈规律性变化，可据此确定m的数值；当沉淀质量不再增加时，说明Na₂CO₃已完全反应；最后利用最终生成的沉淀质量，结合化学方程式计算Na₂CO₃的质量，再求出NaCl的质量。
【解析】
(1) 实验1加入15g CaCl₂溶液生成3g沉淀，说明每15g CaCl₂溶液完全反应生成3g CaCO₃沉淀，因此实验2的沉淀质量m=3g×2=6g；
(2) 实验4生成沉淀10g，实验5沉淀仍为10g，说明第4次实验后Na₂CO₃已完全反应；
(3) 设固体混合物中Na₂CO₃的质量为x，根据反应方程式：
$\ce{Na_{2}CO_{3} + CaCl_{2} = CaCO_{3}↓ + 2NaCl}$
106 100
x 10 g
$\dfrac{106}{100}=\dfrac{x}{10\ \mathrm{g}}$，解得$x=\dfrac{106×10\ \mathrm{g}}{100}=10.6\ \mathrm{g}$；
则固体混合物中NaCl的质量为$12.9\ \mathrm{g}-10.6\ \mathrm{g}=2.3\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1)6；(2)4；(3)2.3 g
【知识点】
化学方程式计算、盐的反应、质量守恒定律
【点评】
本题结合实验数据考查化学计算，需通过分析沉淀变化规律判断反应进程，再利用化学方程式计算，重点考查实验数据分析能力和化学计算的应用。
【难度系数】
0.3
要解决本题，需先分析实验中沉淀质量的变化规律：每次加入15g CaCl₂溶液时，生成沉淀的质量呈规律性变化，可据此确定m的数值；当沉淀质量不再增加时，说明Na₂CO₃已完全反应；最后利用最终生成的沉淀质量，结合化学方程式计算Na₂CO₃的质量，再求出NaCl的质量。
【解析】
(1) 实验1加入15g CaCl₂溶液生成3g沉淀，说明每15g CaCl₂溶液完全反应生成3g CaCO₃沉淀，因此实验2的沉淀质量m=3g×2=6g；
(2) 实验4生成沉淀10g，实验5沉淀仍为10g，说明第4次实验后Na₂CO₃已完全反应；
(3) 设固体混合物中Na₂CO₃的质量为x，根据反应方程式：
$\ce{Na_{2}CO_{3} + CaCl_{2} = CaCO_{3}↓ + 2NaCl}$
106 100
x 10 g
$\dfrac{106}{100}=\dfrac{x}{10\ \mathrm{g}}$，解得$x=\dfrac{106×10\ \mathrm{g}}{100}=10.6\ \mathrm{g}$；
则固体混合物中NaCl的质量为$12.9\ \mathrm{g}-10.6\ \mathrm{g}=2.3\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1)6；(2)4；(3)2.3 g
【知识点】
化学方程式计算、盐的反应、质量守恒定律
【点评】
本题结合实验数据考查化学计算，需通过分析沉淀变化规律判断反应进程，再利用化学方程式计算，重点考查实验数据分析能力和化学计算的应用。
【难度系数】
0.3
