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(xué)課外活動小組通過設(shè)計一探究性實驗，探索測定反應(yīng)產(chǎn)生的SO₂、SO₃和O₂的物質(zhì)的量，并經(jīng)計算確定各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)，從而確定CuSO₄分解的化學(xué)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(jié)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(jié)束，B中量筒沒有收集到水，則證明猜想

Ⅰ

 正確．
（3）若實驗結(jié)束，經(jīng)測定裝置C的總質(zhì)量增加了，能否肯定氣體產(chǎn)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(yīng)會生成等物質(zhì)的量的SO₂

．
（4）有兩個實驗小組進(jìn)行該實驗，由于加熱時的溫度不同，實驗結(jié)束后，測得相關(guān)數(shù)據(jù)也不同，數(shù)據(jù)如下：

實驗小組	稱取CuSO4 的質(zhì)量（g）	裝置C增加 的質(zhì)量（g）	量筒中水的體積折算成標(biāo) 準(zhǔn)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(xué)反應(yīng)方程式：
一組：

3CuSO₄

△   .

3CuO+2SO₂↑+SO₃↑+O₂↑

；
二組：

2CuSO₄

△   .

2CuO+2SO₂↑+O₂↑

．
（5）該實驗設(shè)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(jù)硫酸銅分解可能發(fā)生兩種情況2CuSO₄

△   .

2CuO+2SO₂↑+O₂↑或 CuSO₄

△   .

CuO+SO₃↑或者兩個反應(yīng)同時發(fā)生來判斷；
[實驗探究]（1）根據(jù)氣體的制備和收集按照發(fā)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(yīng)沒有氧氣生成；
（3）若實驗結(jié)束，經(jīng)測定裝置C的總質(zhì)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(chǎn)物中含有SO₂而不含SO₃；SO₃與F中的飽和NaHSO₃反應(yīng)會生成等物質(zhì)的量的SO₂；
（4）測定反應(yīng)產(chǎn)生的SO₂、SO₃和O₂的物質(zhì)的量，并經(jīng)計算確定各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)，從而確定CuSO₄分解的化學(xué)方程式；測定反應(yīng)產(chǎn)生的SO₂、SO₃和O₂的物質(zhì)的量，并經(jīng)計算確定各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)，從而確定CuSO₄分解的化學(xué)方程式；
（5）裝置B、E液面差不同讀數(shù)引起誤差．

解答：解：[提出猜想]根據(jù)硫酸銅分解可能發(fā)生兩種情況2CuSO₄

△   .

2CuO+2SO₂↑+O₂↑或 CuSO₄

△   .

CuO+SO₃↑或者兩個反應(yīng)同時發(fā)生來判斷，依據(jù)氧化還原反應(yīng)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(fā)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(yīng)沒有氧氣生成；
故答案為：I；
（3）若實驗結(jié)束，經(jīng)測定裝置C的總質(zhì)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(yīng)會生成等物質(zhì)的量的SO₂；
故答案為：不能，因為SO₃與F中的飽和NaHSO₃反應(yīng)會生成等物質(zhì)的量的SO₂；
（4）一組、設(shè)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(zhì)的量為0.04 mol，第一組產(chǎn)生O₂的物質(zhì)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(zhì)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(chǎn)生1 mol SO₂），可見第一組反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)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(jù)此寫出反應(yīng)方程式，3CuSO₄

△   .

3CuO+2SO₂↑+SO₃↑+O₂↑；
故答案為：3CuSO₄

△   .

3CuO+2SO₂↑+SO₃↑+O₂↑；
二組、設(shè)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(zhì)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(qiáng)變化對液體體積的讀數(shù)會產(chǎn)生誤差最大，故答案為：B；E．

點(diǎn)評：本題考查物質(zhì)的組成和實驗數(shù)據(jù)的處理，做題時注意把握實驗基礎(chǔ)知識，充分利用有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，本題具有一定難度．