Question

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(xué)課外活動(dòng)小組通過(guò)設(shè)計(jì)一探究性實(shí)驗(yàn)，測(cè)定反應(yīng)產(chǎn)生的SO₂、SO₃和O₂的物質(zhì)的量，并經(jīng)計(jì)算確定各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，從而確定CuSO₄分解的化學(xué)方程式。實(shí)驗(yàn)用到的儀器如右圖所示：

【提出假設(shè)】
Ⅰ．所得氣體的成分可能只含_________一種；
Ⅱ．所得氣體的成分可能含有____________________二種；
Ⅲ．所得氣體的成分可能含有SO₂、SO₃、O₂三種。
【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程（略）已知實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，硫酸銅完全分解。
（1）請(qǐng)你組裝探究實(shí)驗(yàn)的裝置，按從左至右的方向，各儀器接口連接順序?yàn)棰佗幄鈅_____________（填序號(hào)、儀器不重復(fù)使用）。
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，儀器F的作用是                                               。
【驗(yàn)證假設(shè)，分析推理】
（3）有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，由于加熱時(shí)的溫度不同，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)也不同.數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn) 小組	稱取無(wú)水CuSO4的質(zhì)量/g	儀器C增加的質(zhì)量/g	量筒中水的體積折算標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積/mL
①	6.4	2.56	224
②	6.4	2.56	448

 
請(qǐng)通過(guò)計(jì)算，推斷出第②小組CuSO₄分解的化學(xué)反應(yīng)方程式：                            。
若將①小組CuSO₄分解時(shí)所得氣體在一定條件下反應(yīng)并達(dá)到平衡，恢復(fù)到反應(yīng)前的溫度和壓強(qiáng)時(shí)，測(cè)得密度是反應(yīng)前的，其平衡常數(shù)表達(dá)式為                                最終所得氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為__________（保留一位小數(shù)）

Answer 1

Ⅰ．SO₃
Ⅱ．SO₂、O₂  
（1）⑥⑤③④⑧⑦②
（2）吸收SO₃氣體并轉(zhuǎn)化為SO₂
（3）2CuSO₄2CuO + 2SO₂↑+ O₂↑   K＝   66.7

試題分析：I.根據(jù)猜想Ⅲ可知，猜想I是所得氣體的成分可能只含SO₂一種，猜想Ⅱ是所得氣體的成分可能含有SO₂、O₂兩種。
（1）根據(jù)所給的裝置可判斷，濃硫酸是用來(lái)干燥的，堿石灰是吸收SO₂或三氧化硫的，最后通過(guò)排水法收集氣體氧氣，以測(cè)量氧氣的體積，所以正確的順序是⑥⑤③④⑧⑦②。
（2）SO₂不溶于飽和NaHSO₃溶液，而SO₃溶于NaHSO₃溶液。
（3）①中氧氣是0.01mol，轉(zhuǎn)移電子是0.04mol，所以一定生成0.02molSO₂。其質(zhì)量是1.28g，所以三氧化硫的質(zhì)量是2.88g－1.28g＝1.6g，物質(zhì)的量是0.02mol，所以方程式為4CuSO₄4CuO＋2SO₂↑＋2SO₃↑＋O₂↑。分解時(shí)所得氣體在一定條件下反應(yīng)其平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝，恢復(fù)到反應(yīng)前的溫度和壓強(qiáng)時(shí)，測(cè)得密度是反應(yīng)前的，根據(jù)密度之比等于平均相對(duì)分子質(zhì)量之比計(jì)算。
②中氧氣是0.02mol，轉(zhuǎn)移電子是0.08mol，所以一定生成0.04molSO₂。其質(zhì)量是2.56g，所以沒(méi)有三氧化硫生成，則方程式為2CuSO₄2CuO＋2SO₂↑＋O₂↑。