Question

（2010?揭陽一模）硫酸銅受熱分解生成氧化銅和氣體，受熱溫度不同，該氣體成分也不同．氣體成分可能含SO₂、SO₃和O₂中的一種、二種或三種．某化學課外活動小組通過設計一探究性實驗，探索測定反應產生的SO₂、SO₃和O₂的物質的量，并經計算確定各物質的化學計量數，從而確定CuSO₄分解的化學方程式．實驗可能用到的儀器如圖所示：

[提出猜想]
Ⅰ．所得氣體的成分可能只含

SO₃

一種；
Ⅱ．所得氣體的成分可能含有

SO₂、O₂

二種；
Ⅲ．所得氣體的成分可能含有

SO₃、SO₂、O₂

 三種．
[實驗探究]
實驗操作過程（略）．已知實驗結束時，硫酸銅完全分解．請回答下列問題：
（1）請你組裝探究實驗的裝置，按從左至右的方向，各儀器接口連接順序為：

①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②

（填序號）
（2）若實驗結束，B中量筒沒有收集到水，則證明猜想

Ⅰ

 正確．
（3）若實驗結束，經測定裝置C的總質量增加了，能否肯定氣體產物中含有SO₂而不含SO₃？
請說明理由．答：

不能，因為SO₃與F中的飽和NaHSO₃反應會生成等物質的量的SO₂

．
（4）有兩個實驗小組進行該實驗，由于加熱時的溫度不同，實驗結束后，測得相關數據也不同，數據如下：

實驗小組	稱取CuSO4 的質量（g）	裝置C增加 的質量（g）	量筒中水的體積折算成標 準狀況下氣體的體積（mL）
一	6.4	2.56	298.7
二	6.4	2.56	448

請通過計算，推斷出第一小組和第二小組的實驗條件下CuSO₄分解的化學反應方程式：
一組：

3CuSO₄

△   .

3CuO+2SO₂↑+SO₃↑+O₂↑

；
二組：

2CuSO₄

△   .

2CuO+2SO₂↑+O₂↑

．
（5）該實驗設計中，由于實驗操作的原因容易給測定帶來最大誤差的兩個儀器是

B

和

E

（填代號）．

Answer 1

分析：[提出猜想]根據硫酸銅分解可能發生兩種情況2CuSO₄

△   .

2CuO+2SO₂↑+O₂↑或 CuSO₄

△   .

CuO+SO₃↑或者兩個反應同時發生來判斷；
[實驗探究]（1）根據氣體的制備和收集按照發生裝置→除雜裝置→干燥氣體→氣體吸收裝置→排水→測量裝置來組裝實驗儀器，；
（2）B中量筒沒有收集到水，則說明反應沒有氧氣生成；
（3）若實驗結束，經測定裝置C的總質量增加了，堿石灰可以吸收二氧化硫、三氧化硫，不能肯定氣體產物中含有SO₂而不含SO₃；SO₃與F中的飽和NaHSO₃反應會生成等物質的量的SO₂；
（4）測定反應產生的SO₂、SO₃和O₂的物質的量，并經計算確定各物質的化學計量數，從而確定CuSO₄分解的化學方程式；測定反應產生的SO₂、SO₃和O₂的物質的量，并經計算確定各物質的化學計量數，從而確定CuSO₄分解的化學方程式；
（5）裝置B、E液面差不同讀數引起誤差．

解答：解：[提出猜想]根據硫酸銅分解可能發生兩種情況2CuSO₄

△   .

2CuO+2SO₂↑+O₂↑或 CuSO₄

△   .

CuO+SO₃↑或者兩個反應同時發生來判斷，依據氧化還原反應電子守恒，所得氣體成分可能為三氧化硫，或二氧化硫和氧氣混合氣體，二氧化硫、三氧化硫和氧氣的混合氣體；
故答案為：Ⅰ．SO₃ Ⅱ．SO₂、O₂ Ⅲ．SO₃、SO₂、O₂；
【實驗探究】（1）氣體的制備和收集按照發生裝置→除雜裝置→干燥氣體→氣體吸收裝置→排水→測量裝置來安裝實驗儀器，按從左至右的方向，先制備氣體，通過亞硫酸氫鈉吸收三氧化硫，再通過濃硫酸干燥二氧化硫氣體和氧氣，通過堿石灰吸收二氧化硫稱量計算，最后利用排水量氣法測定氧氣的體積，各儀器接口連接順序為：①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②；
故答案為：①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②；
（2）B中量筒沒有收集到水，則說明反應沒有氧氣生成；
故答案為：I；
（3）若實驗結束，經測定裝置C的總質量增加了，二氧化硫和三氧化硫都是酸性氧化物，堿石灰可以吸收二氧化硫、三氧化硫，SO₃與F中的飽和NaHSO₃反應會生成等物質的量的SO₂；
故答案為：不能，因為SO₃與F中的飽和NaHSO₃反應會生成等物質的量的SO₂；
（4）一組、設6.4g硫酸銅分解生成xmolSO₃，ymolSO₂，則有
80x+64y=2.56
x+y=

6.4

160

=0.04
解之得：x=0，y=0.04mol，又n（O₂）=

298.7×10-3

22.4

=0.013mol；
6.4 g CuSO₄的物質的量為0.04 mol，第一組產生O₂的物質的量為=0.013 mol，由得失電子守恒知，n（SO₂）=2n（O₂）=0.026 mol，由C裝置增加的質量可知n（SO₂）=0.04 mol，故可知分解生成的n（SO₃）=0.04 mol-0.02 6mol=0.014 mol（1 mol SO₃通入裝置F中可產生1 mol SO₂），可見第一組反應中有關物質的物質的量之比為 n（CuSO₄）：n（CuO）：n（SO₂）：n（SO₃）：n（O₂）=0.04 mol：0.04 mol：0.026 mol：0.014 mol：0.013 mol=3：3：2：1：1，據此寫出反應方程式，3CuSO₄

△   .

3CuO+2SO₂↑+SO₃↑+O₂↑；
故答案為：3CuSO₄

△   .

3CuO+2SO₂↑+SO₃↑+O₂↑；
二組、設6.4g硫酸銅分解生成xmolSO₃，ymolSO₂，則有
80x+64y=2.56
x+y=

6.4

160

=0.04
解之得：x=0，y=0.04mol，又n（O₂）=

448×10-3

22.4

=0.02mol，所以二者的物質的量之比為2：1，方程式：2CuSO₄

△   .

2CuO+2SO₂↑+O₂↑；
故答案為：3CuSO₄

△   .

3CuO+2SO₂↑+SO₃↑+O₂↑；2CuSO₄

△   .

2CuO+2SO₂↑+O₂↑；
（5）排水量氣法測定氣體的體積時量筒和廣口瓶中液面變化和壓強變化對液體體積的讀數會產生誤差最大，故答案為：B；E．

點評：本題考查物質的組成和實驗數據的處理，做題時注意把握實驗基礎知識，充分利用有關數據進行計算，本題具有一定難度．