请设计实验计算硫酸铜晶体实验室中水的三种用途份数,即设CuSO4.xH2O,求x的值

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10.2结晶水含量的测定my
Na2SO4?10H2OFeSO4?7H2O朱砂CuSO4?5H2O 请说出你了解的CuSO4?5H2O的性质与用途。 的性质与用途。 请说出你了解的 的性质与用途 硫酸铜晶体的组成、 硫酸铜晶体的组成、性质及用途 CuSO4?5H2O,是一种蓝色固体,固体受热时变 ,是一种蓝色固体, 为白色粉末,用作纺织品媒染剂、农业杀虫剂、 为白色粉末,用作纺织品媒染剂、农业杀虫剂、 水的杀菌剂,饲料添加剂, 水的杀菌剂,饲料添加剂,并用于镀铜[化学史话]:我国劳动人民很早就认识了铜 在汉代许多著作里有记载“ 盐,在汉代许多著作里有记载“石胆能化铁 为铜” 晋葛洪《抱朴子内篇?黄白 黄白》 为铜”,晋葛洪《抱朴子内篇 黄白》中也有 以曾青涂铁,铁赤色如铜”的记载。 “以曾青涂铁,铁赤色如铜”的记载。这是 我国劳动人民发明的水法炼铜,即用铁把铜 我国劳动人民发明的水法炼铜, 盐溶液里的铜置换出来, 盐溶液里的铜置换出来,它成为湿法冶金术 的先驱,在世界化学史上占有光辉的一页。 的先驱,在世界化学史上占有光辉的一页。 在欧洲,湿法炼铜出现比较晚。 世纪 年代, 世纪50年代 在欧洲,湿法炼铜出现比较晚。15世纪 年代,欧洲 人把铁片浸入硫酸铜溶液,偶尔看出铜出现在铁表面, 人把铁片浸入硫酸铜溶液,偶尔看出铜出现在铁表面, 感到十分惊讶,更谈不上应用这个原理来炼铜了。 感到十分惊讶,更谈不上应用这个原理来炼铜了。 实验设计思路图_ 实验设计思路图_――硫酸铜晶体中结晶水含量的测定实验明确目标―求 值 明确目标 求x值 寻找关系――与x有关或间接有关 与 有关或间接有关 寻找关系 确定所需测量值 计算公式 确定实验顺序 确定实验步骤 确定实验仪器 实验操作要领 一、结晶水含量测定的原理CuSO4?XH2O CuSO4 + X H2O 18Xg 160g m(CuSO4) m(H2O)160 18X = m(CuSO 4 ) m(H 2O)160 m(H 2O) X= × m(CuSO 4 ) 18思考1:测量结晶水含量,应测定哪些物理量? 思考 :测量结晶水含量,应测定哪些物理量? 称出CuSO4?XH2O的质量 1 的质量m 称出 的质量 再称出加热后的CuSO4质量 2 质量m 再称出加热后的 就可求出结晶水的质量=m 就可求出结晶水的质量 1-m2 算出X的值 的值。 算出 的值。 二、结晶水含量测定的实验步骤在研钵中将硫酸铜晶体研碎。 中将硫酸铜晶体研碎。1、研磨 、在研钵中将硫酸铜晶体研碎, 在研钵中将硫酸铜晶体研碎,以防止加热时硫酸 铜晶体发生爆溅。 铜晶体发生爆溅。 用到的仪器: 电子天平,坩埚(药匙) 2、 2、称量 用到的仪器: 电子天平,坩埚(药匙) 思考2:称量硫酸铜晶体的仪器是什么? 思考 :称量硫酸铜晶体的仪器是什么? 电子天平 可精确到多少? 可精确到多少? 0.001g 思考3:应先称什么? 先称干 坩埚的质量m 思考 :应先称什么? 先称干的空坩埚的质量 0 后称什么? 再称坩埚和晶体的质量 后称什么? 再称坩埚和晶体的质量m1 硫酸铜晶体的质量 m(CuSO4晶体)=m1-m0 晶体 3、加热 、将盛有硫酸铜晶体的坩埚放在三脚架上面的泥三 将盛有硫酸铜晶体的坩埚放在三脚架上面的泥三 三脚架上面的 用酒精灯缓慢加热,同时用玻璃棒轻轻搅 缓慢加热 角上,用酒精灯缓慢加热,同时用玻璃棒轻轻搅 硫酸铜晶体, 拌硫酸铜晶体,直到蓝色硫酸铜晶体完全变成白 色粉末,且不再有水蒸气逸出。 色粉末,且不再有水蒸气逸出。然后将坩埚放在 干燥器里冷却 里冷却。 干燥器里冷却。思考4:加热时还需要哪些仪器? 思考 :加热时还需要哪些仪器? 坩埚钳、酒精灯、三脚架、泥三角、 坩埚钳、酒精灯、三脚架、泥三角、玻棒 思考5:如何加热?为什么? 思考 :如何加热?为什么? 在坩埚上直接加热,加热速度要慢 并不时地进行搅拌 在坩埚上直接加热,加热速度要慢,并不时地进行搅拌 均匀受热, 均匀受热,防止飞溅 要严格控制温度,不能过高! 要严格控制温度 不能过高! 不能过高CuSO4?5H2O在常温下既不易风化,也不易潮解,是一种 在常温下既不易风化, 在常温下既不易风化 也不易潮解, 比较稳定的结晶水合物。CuSO4?5H2O受热时逐步失去结 比较稳定的结晶水合物。 受热时逐步失去结 晶水的过程可表示如下: 晶水的过程可表示如下: CuSO4?5H2O 102℃ CuSO4?3H2O 113℃ CuSO4?H2O 250℃CuSO4 ℃ ℃ ℃蓝色蓝白色白色但不能过高,要严格控制温度, 不能过高,要严格控制温度, 会发生下列反应: 因为高温下CuSO4会发生下列反应: 因为高温下2CuSO4 340℃以上 CuSO4?CuO + SO3↑; ℃ ; CuSO4?CuO 650℃~750℃ 2CuO + SO3↑ ℃ ℃ 思考6:如何判断结晶水已全部失去? 思考 :如何判断结晶水已全部失去? 粗步判断: 粗步判断:蓝色晶体完全变白 精确判断:恒重操作( 精确判断:恒重操作(P-53) )4、冷却 、思考7:热的物体能否直接称量?如何冷却? 思考 :热的物体能否直接称量?如何冷却? 不能 放在干燥器内冷却(P-53) 放在干燥器内冷却( )因为无水硫酸铜具有很强的吸湿性。在空气 特别是湿度 因为无水硫酸铜具有很强的吸湿性。在空气(特别是湿度 较大时)中放置一段时间就会重新吸水 形成水合物。 中放置一段时间就会重新吸水, 较大时 中放置一段时间就会重新吸水,形成水合物。5、称量 、称量操作要快待坩埚在干燥器里冷却后,将坩埚放在天平上称量, 待坩埚在干燥器里冷却后,将坩埚放在天平上称量,记 下坩埚和无水硫酸铜的总质量( 下坩埚和无水硫酸铜的总质量(m2)。 6、再加热、再冷却、再称量――恒重操作 、再加热、再冷却、再称量 恒重操作把盛有无水硫酸铜的坩埚再加热, 把盛有无水硫酸铜的坩埚再加热,然后放在干燥 器里冷却后再称量,记下质量,到连续两次称量 器里冷却后再称量,记下质量, 连续两次称量 的质量差不超过 不超过0.001g为止,否则再重复 操作。 为止, 操作。 的质量差不超过 为止 否则再重复6操作用加热的方法除去CuS04?5H2O中的结晶水,为了避免加热时 中的结晶水, 用加热的方法除去 中的结晶水 间过长或温度过高造成的CuS04分解,就不可避免的没有使 分解, 间过长或温度过高造成的 CuSO4?5H2O中结晶水全部失去,这势必会造成新的误差。为 中结晶水全部失去, 中结晶水全部失去 这势必会造成新的误差。 此,本实验采取了多次加热的方法,以尽可能的使晶体中的结 本实验采取了多次加热的方法, 晶水全部失去。 是电子天平的感量, 晶水全部失去。0.001 g是电子天平的感量,两次称量误差不超 是电子天平的感量 过0.001 g,完全可以说明晶体中的结晶水已全部失去。 ,完全可以说明晶体中的结晶水已全部失去。思考8:结晶水含量的测定至少要称几 思考 :结晶水含量的测定至少要称几次? 4次 至少要称 次 思考9:结晶水含量测定共需哪些仪器 结晶水含量测定共需哪些仪器? 思考 结晶水含量测定共需哪些仪器? 电子天平、坩埚、坩埚钳、酒精灯、三脚架、 电子天平、坩埚、坩埚钳、酒精灯、三脚架、泥三 玻璃棒、干燥器、研钵、 角、玻璃棒、干燥器、研钵、药匙 7、计算 根据实验数据计算硫酸铜晶体里结晶水的质量 、分数和化学式中x的实验值。 分数和化学式中x的实验值。学生实验设计表化学反应 实验原 实验原 理设计CuSO4? xH2O CuSO4 + xH2O所测数据硫酸铜晶体质量m 硫酸铜晶体质量 1 无水硫酸铜质量m 无水硫酸铜质量 2 m1 - m2 18 m2 160计算公式X= 步骤 1.研磨 研磨所需仪器 研钵2.称取一定量的硫酸铜晶体 坩埚、电子天平 称取一定量的硫酸铜晶体 坩埚、 空坩埚质量, (空坩埚质量,坩埚和 酒精灯、三脚架 酒精灯、 晶体质量) 晶体质量) 实验步骤 实验步骤 铁架台、 (铁架台、铁 设计 3.加热使其失去全部结晶水 圈)、泥三角、 加热使其失去全部结晶水 )、泥三角 泥三角、 坩埚、 坩埚、 玻璃棒、 玻璃棒、坩埚钳 4.冷却 冷却 干燥器 5.称量无水硫酸铜 称量无水硫酸铜 坩埚和无水硫酸铜质量) (坩埚和无水硫酸铜质量) 电子天平 6.恒重操作(再加热、再 恒重操作( 恒重操作 再加热、 冷却、再称量) 冷却、再称量) 7.计算 8.实验结果分析 计算 实验结果分析 名 称瓷坩埚质量( 瓷坩埚质量(m 0)数据记录 表设计质量( 质量(g)第一次 第二次硫酸铜晶体( 瓷坩埚 + 硫酸铜晶体(m 1) 无水硫酸铜( 瓷坩埚 + 无水硫酸铜(m 2) 硫酸铜晶体 (m 1 -m 0) 无水硫酸铜 (m 2 -m 0) 结晶水( 结晶水(m 1 -m 2) 实验平均值 实验说明1.加热前,一定要把 加热前,一定要把CuSO4?5H2O表面 表面的水用滤纸吸干,以减少误差;还要研碎 的水用滤纸吸干,以减少误差;还要研碎 用滤纸吸干 以防止加热时CuSO4?5H2O晶体发生爆 ,以防止加热时 晶体发生爆 加热时,要严格控制温度 控制温度, 溅。加热时,要严格控制温度,不能过高 因为高温下CuSO4会发生下列反应,影 会发生下列反应, ,因为高温下 响实验结果。 响实验结果。 2.脱水后的白色CuSO4粉末和坩埚最好放在 .脱水后的白色 干燥器里进行冷却 因为CuSO4具有很强的吸湿性, 里进行冷却, 具有很强的吸湿性 吸湿性, 干燥器里进行冷却,因为 在空气(特别是湿度较大时 特别是湿度较大时)中放置一段时间就会重 在空气 特别是湿度较大时 中放置一段时间就会重 新吸水,形成水合物。如果没有干燥器, 新吸水,形成水合物。如果没有干燥器,冷却时 坩埚要加盖(坩埚盖要预热 ,或稍降温后盖一张厚 坩埚要加盖 坩埚盖要预热), 坩埚盖要预热 纸片。冷却后的称量操作要快。 纸片。冷却后的称量操作要快。 3、坩埚在干燥器里冷却后,放在天平上称量, 、坩埚在干燥器里冷却后,放在天平上称量, 记下坩埚和硫酸铜的质量后,再加热再冷却再称 记下坩埚和硫酸铜的质量后 加热再冷却再称 坩埚和硫酸铜的质量 若质量变化较大,则必须再重复上述操作, 量,若质量变化较大,则必须再重复上述操作, 直到质量变化不大为止( 直到质量变化不大为止(两次称量的误差不超过 0.001克)。 克 8、实验结果分析 、 根据硫酸铜晶体的化学式计算结晶水 的质量分数。 的质量分数。将实验测定的结果与根 据化学式计算的结果进行对比,并计 据化学式计算的结果进行对比, 算实验误差。 算实验误差。 若测得1mol硫酸铜晶体的结晶水含量在 硫酸铜晶体的结晶水含量在 若测得 4.90~5.10的范围内(即正负0.1,2%), 的范围内( 的范围内 , ), 仍可认为是合理的结果。 仍可认为是合理的结果。 实验结果分析设坩埚质量为m 设坩埚质量为 0, 坩埚和硫酸铜晶体质量为m 坩埚和硫酸铜晶体质量为 1, 坩埚和无水硫酸铜质量为m 坩埚和无水硫酸铜质量为 2,m1 - m2 则H2O%= m C m ×100% 1 0偏大或( 偏小的, 凡实验过程使得( 凡实验过程使得(m1-m2)偏大或(m1-m0)偏小的,都会 使结晶水含量的测定结果偏大,反之亦然。 使结晶水含量的测定结果偏大,反之亦然。160 X = m(CuSOm(H 2 O) × 18 4)160 (m 1 ? m 2) X = × (m 2 - m 0 ) 18 160 m(H 2O) X= × 18 误差分析: 误差分析: m(CuSO 4 )1、加热硫酸铜晶体时,未完全变白,便停止加热。 、加热硫酸铜晶体时 未完全变白 便停止加热。 未完全变白, 偏小 2、未放在干燥器中冷却,即在空气中冷却。 偏小 、未放在干燥器中冷却,即在空气中冷却。 3、加热硫酸铜晶体时 晶体爆溅。偏大 晶体爆溅。 、加热硫酸铜晶体时,晶体爆溅 4、没有进行质量恒定操作。 可能偏小 、没有进行质量恒定操作。 5、晶体中混有受热不分解的杂质。 偏小 、晶体中混有受热不分解的杂质。 6、坩埚中混有受热不分解的杂质。 、坩埚中混有受热不分解的杂质。 不影响 7、加热时用玻棒搅拌,在玻棒上沾有固体。 偏大 、加热时用玻棒搅拌,在玻棒上沾有固体。 8、用湿坩埚称量晶体。 偏大 、用湿坩埚称量晶体。 9、硫酸铜已部分分解,有黑色粉未出现。偏大 、硫酸铜已部分分解,有黑色粉未出现。160 m(CuSO 4 ? XH 2O) ? m(CuSO 4 ) × X= m(CuSO 4 ) 18 思考1: 思考 :测定硫酸铜晶体中结晶水含 测定的关键是什么? 量,测定的关键是什么?质量恒定操作 思考2: 思考 :测定硫酸铜晶体中结晶水含量的实 验可以适用哪些实验课题?请举例说明? 验可以适用哪些实验课题?请举例说明?(1)其它晶体中结晶水的含量 ) 如:ZnSO4?XH2O Na2CO3?XH2O (2)NaHCO3和Na2CO3混合物的含量 ) 在测定硫酸铜结晶水的实验操作中: 在测定硫酸铜结晶水的实验操作中: 中研碎, (1)加热前应将晶体放在 研钵 中研碎,加热是放在 中进行,加热失水后, 中进行,加热失水后,应放在 干燥器 中冷却 判断是否完全失水的方法是: (2)判断是否完全失水的方法是:最后一次加热前后两次质量数据差不超过0.001g 最后一次加热前后两次质量数据差不超过(3)做此实验,最少应进行称量操作 4 做此实验, 次 下面是某学生一次实验的数据,请完成计算, (4)下面是某学生一次实验的数据,请完成计算,填入下 面的表中. 面的表中. 坩埚质量 11.7g 坩埚与晶体总 加热后坩埚与 质量 固体总质量 18.6g 22.7g 测得晶体中 结晶水个数 5.3 所造成5)这次实验中产生误差的原因可能是 B、C 、 A.硫酸铜晶体中含有不挥发性杂质 A.硫酸铜晶体中含有不挥发性杂质 B.实验前晶体表面有水 B.实验前晶体表面有水 C.加热时有晶体飞溅出去 C.加热时有晶体飞溅出去 D.加热失水后露置在空气中冷却 D.加热失水后露置在空气中冷却 练习一、 练习一、选择题1.某学生称量 某学生称量CuS04?5H2O时,左盘放砝码 g,游码在 某学生称量 时 左盘放砝码4 , 0.5刻度处,天平平衡 右盘 刻度处, 右盘CuS04?5H2O晶体的质量是 刻度处 天平平衡.右盘 晶体的质量是 ( ) A.4.5 g B.4 g C.3.5 g D.3 g 2.下列实验操作会引起测定结果偏高的是 下列实验操作会引起测定结果偏高的是 A.测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验中,晶体加热完 测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验中, 测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验中 全失去结晶水后, 全失去结晶水后,将盛试样的坩埚放在实验桌上冷却 B.中和滴定用的锥形瓶加入待测液后,再加少量蒸馏 中和滴定用的锥形瓶加入待测液后, 中和滴定用的锥形瓶加入待测液后 水稀释 C.为了测定一包白色粉末的质量,将药品放在右盘, 为了测定一包白色粉末的质量,将药品放在右盘, 为了测定一包白色粉末的质量 砝码放在左盘, 砝码放在左盘,并需移动游码使之平衡 D.取待测液的酸式滴定管用水洗后,没用待测液润洗 取待测液的酸式滴定管用水洗后, 取待测液的酸式滴定管用水洗后 练习一、 练习一、选择题3、实验室测定CuSO4?x H2O晶体里结晶水的x值 、实验室测定 晶体里结晶水的x x 晶体里结晶水的 时,出现了三种情况: 出现了三种情况: ①晶体中含有受热不分解的杂质 晶体尚带蓝色, ②晶体尚带蓝色,即停止加热 晶体脱水后放在台上冷却,再称量。 ③晶体脱水后放在台上冷却,再称量。 使实验结果偏低的原因是 ( ) A.①② B.①③ C.②③ D.①②③ ①② ①③ ②③ ①②③ 练习一、 练习一、选择题4.下列操作:①用铁坩埚灼烧烧碱 ②用瓷坩埚除去胆 下列操作: 下列操作 用酸式滴定管装KMn04溶液 矾晶体中的结晶水 ③用酸式滴定管装 溶液 直接加热蒸发皿, ④直接加热蒸发皿,其中正确的是 A.都正确 B.①④ C.③④ D.②③ 都正确 ①④ ③④ ②③ 5.下列实验操作会引起测定结果偏高的是 ( ) 下列实验操作会引起测定结果偏高的是 A.测定胆矾晶体结晶水含量时,强热至黑色迅速蒸干 测定胆矾晶体结晶水含量时, 测定胆矾晶体结晶水含量时 ,在干燥器中冷却后称量 B.中和滴定时,锥形瓶里有少量水 中和滴定时, 中和滴定时 C.用量筒量取液体时,仰视读数 用量筒量取液体时, 用量筒量取液体时 D.加热胆矾晶体测其结晶水含量时,加热过程中坩埚没 加热胆矾晶体测其结晶水含量时, 加热胆矾晶体测其结晶水含量时 有加盖 8.实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的相对 实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的相对 原子质量,反应的化学方程式为: 原子质量,反应的化学方程式为: 2NH3十3CuO ? N2十3Cu十3H20 十 请用下图所示的仪器设计一个简单的实验方案。 请用下图所示的仪器设计一个简单的实验方案。 下列情况将使测定结果偏大的是_________ 下列情况将使测定结果偏大的是 A、CuO未全部还原为 未全部还原为Cu 、 未全部还原为 B、CuO受潮 、 受潮 C、CuO中混有 中混有Cu 、 中混有 (2)如果仍采用如图所示的实验装置,设计其他 如果仍采用如图所示的实验装置, 如果仍采用如图所示的实验装置 方案,还可测定的物理量有______________ 方案,还可测定的物理量有 A.m(Cu) m(CuO) B.m(N2) m(H2O) C.m(Cu)和m(H20) D.m(NH3)和m(H2O) 和 和
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ID: 101528
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题型: 解答题
以下是某同学测定硫酸铜晶体(CuSO4·xH2O)中结晶水含量的实验方案。实验用品:硫酸铜晶体、研钵、干燥器、坩埚、三脚架、玻璃棒、药匙、托盘天平实验步骤:①
准确称量一个干净、干燥的坩埚;②
在坩埚中加入一定量的硫酸铜晶体试样,称重,将称量的试样放入研钵中研细,再放回到坩埚中;③
将盛有试样的坩埚加热,待晶体变成白色粉末时,停止加热;④
将步骤③中的坩埚放入干燥器,冷却至室温后,称重;⑤
将步骤④中的坩埚再加热一定时间,放入干燥器中冷却至室温后称量。重复本操作,直至连续两次称量的质量差不超过0.1g为止;⑥
计算硫酸铜晶体化学式中x的实验值。分析该方案并回答下面问题:(1)完成本实验还需要的实验用品是
指出实验步骤②中存在的错误并改正:
;(3)硫酸铜不能放置在空气中冷却的原因是
;(4)步骤⑤的目的是
;(5)若坩埚的质量为m,坩埚与硫酸铜晶体的质量为m1,加热后称量坩埚与无水硫酸铜的质量为m2,则晶体CuSO4·xH2O中,x
(写表达式);(6)下面的情况有可能造成测试结果偏高的是
(填序号)。
A.试样中含有加热不挥发的杂质
B.试样中含有加热易挥发的杂质C.测试前试样已有部分脱水
D.实验前坩埚未完全干燥
E.晶体加热脱水不完全
F.加热时有晶体溅出
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1)泥三角、坩埚钳、酒精灯(可以不答“火柴”)(2)应先将试样研细,后放入坩埚称重(3)因硫酸铜放置在空气中冷却时,会吸收空气中的水分(4)保证试样脱水完全(5)80(m1-m2) (其它合理答案也给分) 
(2分)9(m2-m)(6)B、D、F
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需要求CuSO4·xH2O的x的值的实验步骤,清楚一些的.
瓜子脸78suE
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先取一些硫酸铜晶体,称出坩埚质量记为y,再把硫酸铜晶体放入坩埚中称坩埚+硫酸铜晶体的总质量,记为m1,然后加热至硫酸铜晶体变成粉末,称得硫酸铜粉末+坩埚的总质量记为m2,结晶水的质量=m1-m2,列出方程:XH2O/CuSO4·5H2O=m1-m2/m1-y(硫酸铜晶体的质量)求出X的值为5
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为了测定硫酸铜晶体(CuSO4*xH2O)中的x值,做下列实验:将含结晶水的硫酸铜放到坩埚中加热,至不含结晶水(CuSO4*x H2O 质量/g 坩埚+硫酸铜晶体 44.5坩埚+无水硫酸铜 3505坩埚 19.5=△=CuSO4+x H2O),测得的数据为:根据实验数据,求x值.麻烦讲详细点,这是初二的知识
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(坩埚+无水硫酸铜 35.5g)-(坩埚 19.5g)=(无水硫酸铜 16g)(坩埚+硫酸铜晶体 44.5)-(坩埚 19.5g)=(硫酸铜晶体 25g)(硫酸铜晶体 25g)-(无水硫酸铜 16g)=(结晶水 9g)所以n(CuSO4)=16/160=0.1moln(H2O)=9/18=0.5molCuSO4+x H2O为CuSO4&#Ox=5
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x=5硫酸铜晶体CuSO4·xH2O的相对分子质量是160+18x。44.5-35.5是结晶水的质量,44.5-19.5是硫酸铜晶体的质量。18x/(160+18x)=(44.5-35.5)/(44.5-19.5)x=5
n(H2O)=(44.5-35.5)/18=0.5moln(CuSO4)=(35.5-19.5)/160=0.1molx=n(H2O)/n(CuSO4)=0.5/0.1=5
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