五水硫酸銅摩爾質(zhì)量存在的數(shù)量關(guān)系及其應(yīng)用

唐明宇

摘 要：經(jīng)觀察，發(fā)現(xiàn)五水硫酸銅及其相關(guān)的物質(zhì)的摩爾質(zhì)量存在著十分簡(jiǎn)單的數(shù)量關(guān)系，使得相關(guān)的計(jì)算十分容易，通常用心算就可以完成。通過(guò)舉例和實(shí)際應(yīng)用說(shuō)明了這些數(shù)量關(guān)系的簡(jiǎn)單和有效。該數(shù)量關(guān)系有利于相關(guān)的教學(xué)工作，特別是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開展，也有利于相關(guān)的應(yīng)用。對(duì)其他的化合物存在的類似情況也有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：五水硫酸銅；摩爾質(zhì)量；數(shù)量估算；溶液粗配

中圖分類號(hào)：O64-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）03-0214-01

最常見的銅鹽是五水硫酸銅CuSO4·5H2O，俗稱膽礬[1]。硫酸銅是制備其它含銅化合物的重要原料，在工業(yè)、醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)上都有應(yīng)用。同時(shí)，CuSO4·5H2O也是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常備的一種化學(xué)試劑，可用于配制銅溶液等。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，CuSO4·5H2O及其相關(guān)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量之間存在著十分簡(jiǎn)單的數(shù)量關(guān)系，為相關(guān)的應(yīng)用提供了便利。

1 CuSO4·5H2O及其相關(guān)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量之間存在的數(shù)量關(guān)系

為方便計(jì)算所取各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量均精確到個(gè)位數(shù)，即：

MCu=64g·mol-1 MS=32g·mol-1

MO=16g·mol-1 MH=1g·mol-1

則，CuSO4·5H2O及其相關(guān)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為：

MCuO=80g·mol-1 =96g·mol-1

=160g·mol-1 =90g·mol-1

=250g·mol-1

主要的數(shù)量關(guān)系如下：

MCuO/MCu=80/64=1.25 /MCu=96/64=1.5

/MCu=160/64=2.5

/MCu=250/64=3.9≈4

/=90/250=0.36

MCuO/=80/160=0.5

2 以上數(shù)量關(guān)系的應(yīng)用

由于CuSO4·5H2O及其相關(guān)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量之間存在著十分簡(jiǎn)單的數(shù)量關(guān)系，使其在粗略估算和溶液粗配上很方便，下面舉例說(shuō)明：

例1：設(shè)有sgCu完全氧化為CuO，則質(zhì)量增加了多少？

Cu～CuO

“～”表示物質(zhì)的量的關(guān)系，下同

“”表示物質(zhì)的質(zhì)量，下同

（mCuO-mCu）/mCu=（MCuO-MCu）/MCu=（80-64）/64=0.25

即質(zhì)量增加了0.25sg，或25%

例2：sgCu完全氧化為CuSO4，以CuSO4計(jì)，其質(zhì)量為多少？以CuSO4·5H2O計(jì)，其質(zhì)量為多少？

Cu～CuSO4～CuSO4·5H2O

/mCu=/MCu=160/64=2.5 其質(zhì)量為2.5sg

/mCu=/MCu=250/64≈4 其質(zhì)量為4sg

例3：已知硫酸銅加熱到923K時(shí)，即分解成CuO[2]，則sg的CuSO4可分解得到多少g的CuO？

CuSO4～CuO

mCuO/=MCuO/=80/160=0.5 其質(zhì)量為0.5sg

例4：CuSO4·5H2O受熱失去全部結(jié)晶水時(shí)，其質(zhì)量減少了百分之幾？

CuSO4·5H2O～5H2O

/=/=90/250=36%

例5：欲用0.02mol·L-1的BaCl2溶液100mL沉淀CuSO4溶液中的SO42-，最多可使多少g的CuSO4發(fā)生沉淀？

BaCl2～BaSO4～CuSO4

==0.02×100=2mmol

=×=2×160=320mg

例6：取10mL銅溶液用碘量法測(cè)定銅，欲使0.02mol·L-1 的Na2S2O3溶液消耗的體積在20mL至25mL之間，則用CuSO4·5H2O配制銅溶液時(shí)，應(yīng)配制銅含量為多少g·L-1的溶液？設(shè)配制該溶液1L，應(yīng)稱取CuSO4·5H2O多少g？

本例中CuSO4·5H2O的質(zhì)量如果取整數(shù)，不妨取11g或12g配成1L的銅溶液用于測(cè)定。

3 討論

以上6個(gè)例子中，例1到例4都是直接應(yīng)用相關(guān)的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算；例5和例6涉及到了其它物質(zhì)，只要其計(jì)量關(guān)系和乘法因子（例5中的2mmol及例6中的（0.4～0.5）mmol）簡(jiǎn)單，其計(jì)算也很簡(jiǎn)便。實(shí)際上例6是一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，筆者正是受到例6的啟發(fā)，才完成這篇論文的。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于CuSO4·5H2O及其相關(guān)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量之間存在著十分簡(jiǎn)單的數(shù)量關(guān)系，使得相關(guān)的計(jì)算十分容易，通常用心算就可以完成，也為相關(guān)的應(yīng)用提供了方便。相信其它的一些化合物也會(huì)有類似的便于計(jì)算的情況，如果善于利用，將會(huì)取到事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]南京大學(xué)《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》編寫組.無(wú)機(jī)及分析化學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1998.

[2]北京師范大學(xué)，華中師范大學(xué)，南京師范大學(xué).無(wú)機(jī)化學(xué)（下冊(cè)）[M].北京：高等教育出版社，2003.