一些離子化合物，在從溶液中結出晶體時或者長期放置於空氣中時，會與水結合，生成水合離子化合物，簡稱水合物。水合物是純物質，每個化學式單位中均具有固定數目的水分子，這些水分子稱為結晶水。

水合物是一類特殊的離子化合物，它的化學式就是實驗式，其書寫格式如下：

\[\text{無水離子化合物的化學式}\ce{.nH2O}\]

其中，\(\ce{n}\) 表示一個化學式單位內所含結晶水的數目。

要確定水合物的實驗式，必須要知道一個化學式單位中結晶水的數目。利用水合物受熱不穩定的性質，我們可以通過實驗進行測定。實驗步驟大致如下：

1. 稱量待反應的水合物的質量 \(m\);
2. 加熱該水合物至恆重 (即質量不再變化)，所得到的固體即是無水的離子化合物，稱量其質量 \(m_1\);
3. 結晶水的質量 \(m_2 = m - m_1\);
4. 將無水離子化合物和結晶水視為兩個整體，根據無水離子化合物的質量 \(m_1\) 和結晶水的質量 \(m_2\)，即可確定水合物的實驗式。

將 \(2.80 \text{ g}\) 硫酸銅(II)晶體 (\(\ce{CuSO4.nH2O}\)) 加熱至其質量不再減少後，稱量得到的白色粉末狀固體的質量為 \(1.79 \text{ g}\)。

1. 通過計算，求出 \(\ce{n}\) 。
2. 寫出該硫酸銅(II)晶體的實驗式。
3. \(\ce{n}\) 的實驗數值比真實數值略大還是略小？解釋出現偏差的原因。

題解：

首先，根據實驗數據，找出無水離子化合物和結晶水的質量。

\(\ce{CuSO4}\) 的質量 \(= 1.79 \text{ g}\)

結晶水的質量 \(= 2.80 \text{ g}- 1.79 \text{ g} = 1.01 \text{ g}\)

然後，根據各元素的質量，確定實驗式。

\(\ce{CuSO4}\)	\(:\)	\(\ce{H2O}\)		1. 確定化合物中的各種元素。
\(1.79 \text{ g}\)	\(:\)	\(0.95 \text{ g}\)		2. 找出質量比。
\(\frac{1.79 \text{ g}}{24.3 \text{ g mol}^{-1}}\)	\(:\)	\(\frac{0.95 \text{ g}}{16.0 \text{ g mol}^{-1}}\)		3. 將質量比換算為摩爾比。
\(0.0116 \text{ mol}\)	\(:\)	\(0.0561 \text{ mol}\)		4. 將摩爾比化簡成最簡整數比。
\(1\)	\(:\)	\(4.84\)
由於 \(\ce{n}\) 應為一整數，因此 \(\ce{n} = 5\)，即硫酸銅(II)晶體的實驗式是 \(\ce{CuSO4.5H2O}\)。				5. 根據最簡整數比，寫出實驗式。

\(\ce{n}\) 的實驗數值 \(4.84\) 比真實數值 \(5\) 略小。出現偏差的原因可能是：

• 加熱過程中，並未徹底除去所有的結晶水。
• 稱量無水離子化合物時，無水離子化合物從空氣中吸收了少許水分。