Question

（2012?虹口區(qū)二模）將0.1mol無水硫酸銅固體于強(qiáng)熱下完全分解，得到Cu₂O與SO₃、SO₂、O₂的混合氣體，該混合氣體的平均式量可能為（　�。�

A．32

B．48

C．64

D．72

Answer 1

分析：CuSO₄分解得到Cu₂O、SO₃、SO₂、O₂，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，混合氣體的總質(zhì)量一定，利用硫原子守恒可知，硫的氧化物的物質(zhì)的量之和為0.1mol，故混合氣體的平均式量取決于氧氣的物質(zhì)的量，反應(yīng)中銅元素的化合價降低，一定會有元素化合價升高，一定有氧氣生成，利用極限法分析，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，當(dāng)產(chǎn)生的氣體為SO₃和O₂時，O₂的物質(zhì)的量最小，混合氣體的物質(zhì)的量最小，平均式量最大；產(chǎn)生的氣體為O₂和SO₂時，O₂的物質(zhì)的量最大，混合氣體的物質(zhì)的量最大，平均式量最��；
根據(jù)銅原子守恒計算Cu₂O的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計算Cu₂O的質(zhì)量，進(jìn)而計算混合氣體的物質(zhì)的量，根據(jù)極限法，利用電子轉(zhuǎn)移守恒計算氧氣的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算平均式量的極值，據(jù)此判斷．

解答：解：CuSO₄分解得到Cu₂O、SO₃、SO₂、O₂，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，混合氣體的總質(zhì)量一定，利用硫原子守恒可知，硫的氧化物的物質(zhì)的量之和為0.1mol，故混合氣體的平均式量取決于氧氣的物質(zhì)的量；
根據(jù)銅原子守恒可知，n（Cu₂O）=0.05mol，故m（Cu₂O）=0.05mol×144g/mol=7.2g，
故混合氣體的質(zhì)量為：0.1mol×160g/mol-7.2g=8.8g，
反應(yīng)中銅元素的化合價降低，一定會有元素化合價升高，一定有氧氣生成，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知：
①當(dāng)產(chǎn)生的氣體為SO₃和O₂時，O₂的物質(zhì)的量最小，混合氣體的物質(zhì)的量最小，平均式量最大，由電子轉(zhuǎn)移守恒可知，此時O₂的物質(zhì)的量為

0.1mol×1

4

=0.025mol，由硫原子守恒可知n（SO₃）=0.1mol，故混合氣體的平均式量最大值為

8.8

0.125

=70.4；
②當(dāng)產(chǎn)生的氣體為O₂和SO₂時，O₂的物質(zhì)的量最大，混合氣體的物質(zhì)的量最大，平均式量最小，由硫原子守恒可知n（SO₂）=0.1mol，由電子轉(zhuǎn)移守恒可知，此時O₂的物質(zhì)的量為

0.1mol×1+0.1mol×2

4

=0.075mol，故混合氣體的平均式量最小值為

8.8

0.175

=50.3；
由于實際混合氣體是SO₃、SO₂、O₂三種氣體的混合氣體，故其平均式量應(yīng)該在50.3～70.4之間，
故選C．

點評：本題考查混合物的有關(guān)計算，難度中等，注意利用極限法確定極值進(jìn)行解答，關(guān)鍵是確定混合氣體物質(zhì)的量的極值．