Question

無水硫酸銅在強熱下會發生分解反應：
CuSO₄ CuO + SO₃↑     2SO₃  2SO₂↑+ O₂↑
用下圖所示裝置（夾持儀器已略去），根據D管在反應前后的質量差計算出分解了的無水硫酸銅的質量。

實驗步驟：
①稱量反應前D管的質量。
②連接好裝置，關閉K，加熱硬質玻璃管A一段時間后，停止加熱。
③待硬質玻璃管A冷卻后，打開K，通入一段時間的已除去二氧化碳等酸性氣體的空氣。
④再稱量D管，得其反應前后的質量差為m。
回答下列問題：
（1）反應2SO₃(g)2SO₂(g) + O₂(g)的平衡常數表達式為K=          。
（2）B管中除溫度明顯升高外，還可看到的現象是        ，而溫度明顯升高的主要原因是        ；B管中發生反應的有關離子方程式是         。
（3）儀器E的作用是      。
（4）按上述方法實驗，假設B、C、D對氣體的吸收均完全，并忽略空氣中CO₂的影響，能否根據m計算出分解了的無水CuSO₄的質量？(任選其一回答)
①如果能，則分解的無水CuSO₄的質量為          （用m表示）。
②如果不能，則原因是           。為了能測得分解了的無水硫酸銅的質量，你的簡單實驗方案是           。

Answer 1

（13分）（1）K=c(O₂)·c²(SO₂) / c²(SO₃)  （1分）
(2) 有氣泡冒出，產生白色沉淀（2分）  SO₃溶于水放熱（2分）
SO₃ + H₂O + Ba^2＋= BaSO₄↓+ 2H^＋
或SO₃ + H₂O = 2H^＋+ SO₄^2－和Ba^2＋+ SO₄^2－= BaSO₄↓（2分）
（3）吸收空氣中的水蒸氣及CO₂（2分） 
（4）②SO₃不能完全分解為SO₂和O₂；SO₂會部分溶解在溶液中（2分）
稱量裝有無水硫酸銅的A管質量，強熱一段時間后，冷卻后再稱量A管質量，根據A管在反應前后的質量差計算出分解了的無水硫酸銅的質量（2分）

試題分析：（1）平衡常數等于生成物濃度冪之積除以反應物濃度冪之積，但固體和純液體不能寫入表達式；（2）無水硫酸銅受熱分解放出SO₃、SO₂、O₂的混合氣體，裝置B中發生反應SO₃+H₂O=H₂SO₄，H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl，前者放熱，后者產生白色沉淀SO₂、O₂不能反應，則裝置B中有氣泡逸出，總反應式為SO₃ + H₂O + Ba^2＋= BaSO₄↓+ 2H^＋；（3）堿石灰是NaOH和CaO組成的混合物，能吸收二氧化碳和水，防止它們進入裝置D，排除空氣中的水蒸氣和二氧化碳的干擾；（4）不能根據裝置D在反應前后的質量差m計算無水硫酸銅分解了的質量，原因是：①SO₃不能完全分解為SO₂和O₂；②SO₂會部分溶解在溶液中；正確做法是稱量裝有無水硫酸銅的A管質量，強熱一段時間后，冷卻后再稱量A管質量，根據A管在反應前后的質量差計算出分解了的無水硫酸銅的質量。