Question

（1）請仔細閱讀硫酸銅晶體（CuSO₄?5H₂O）加熱過程中依次發(fā)生的反應：
CuSO₄?5H₂O

加熱  .

CuSO₄+5H₂O    CuSO₄

高溫  .

CuO+SO₃↑    4CuO

1000°C

═

2Cu₂O+O₂↑
現(xiàn)稱取25.0g硫酸銅晶體加熱，使之均勻、緩慢地升溫至1 000℃并恒溫1小時左右．請回答下列問題（不考慮實驗操作所帶來的誤差）：
①最終固體的質(zhì)量為

 

g；
②如果甲同學做此實驗時稱得最后所得的固體質(zhì)量為7.6g，試判斷該固體的組分是

 

（寫化學式），其物質(zhì)的量之比是

 

．
（2）臭氧層是地球生命的保護傘，臭氧比氧氣具有更強氧化性．
實驗室制臭氧：3O₂

放電  .

2O₃
①若在反應中有30%的氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧，則所得的混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為

 

．（保留一位小數(shù)）
②將8L氧氣通過放電管后，恢復到原狀況，得到氣體6.5L，其中臭氧為

 

L．
③實驗室將氧氣和臭氧的混合氣體0.896L（標準狀況）通入盛有20g銅粉（足量）的反應器中，充分加熱后，粉末質(zhì)量變?yōu)?1.6g，則原混合氣體中的臭氧的體積分數(shù)為

 

．（在加熱條件下氧氣和臭氧都能與銅發(fā)生反應）
④若在一定條件下，有a L O₂和O₃的混合氣體，當其中的O₃全部轉(zhuǎn)化為O₂時，體積變?yōu)?.3a L，求原混合氣中O₂和O₃的體積比為

 

，O₃的質(zhì)量分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),臭氧

專題：氧族元素,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）①先計算出硫酸銅晶體的物質(zhì)的量，然后根據(jù)反應求出氣態(tài)化合物的不同范圍；
②根據(jù)極限法計算出硫酸銅、氧化銅、氧化亞銅的質(zhì)量，根據(jù)計算結(jié)果判斷殘留固體成分，然后列式計算出殘留固體的物質(zhì)的量之比；
（2）①平均摩爾質(zhì)量等于氣體的總質(zhì)量與總物質(zhì)的量之比；
②用差量法解題；
③根據(jù)氧原子守恒解題；
④根據(jù)差量法進行計算．

解答： 解：（1）①25.0g硫酸銅晶體為0.1mol，1 000℃并恒溫1小時左右，固體反應產(chǎn)物只有Cu₂O，根據(jù)Cu原子守恒可知Cu₂O為0.05mol，即7.2g．故答案為：7.2；
②如果全部生成CuO，物質(zhì)的量為0.1mol，即8g，全部生成Cu₂O為7.2g，最終固體的質(zhì)量介于兩者之間，應為兩者的混合物．設(shè)Cu₂O、CuO的物質(zhì)的量分別為x mol、y mol，則有：

2x+y=0.1 144x+80y=7.6

可得：x=0.025　y=0.05
則x：y=1：2，
故答案為：Cu₂O、CuO；1：2；
（2）①假設(shè)有1mol O₂，則 3O₂

放電  .

2O₃
開始                     1mol     0
反應                   0.3mol 0.2mol
平衡                   0.7mol 0.2mol
發(fā)生反應的O₂為1 mol×30%=0.3 mol．
生成的O₃為0.2 mol，故反應后所得氣體為0.2 molO₃和（1-0.3）=0.7molO₂．
故M=

0.7mol×32g/mol+0.2mol×48g/mol

0.7mol+0.2mol

=35.6 g/mol
故答案為：35.6 g/mol；
②此題應根據(jù)差量法計算設(shè)生成臭氧的體積為X，則：
3O₂

放電  .

2O₃ △V 
 3       2    1
         X   8-6.5=1.5（L）
列方程式得：

2

X

=

3-2

(8-6.5)L

； X=3L
故答案為：3；
③n（混合氣體）=

0.896L

22.4L/mol

=0.04（mol）
設(shè)臭氧的體積分數(shù)為a，根據(jù)氧原子守恒
0.04mol×a×3+0.04mol×（1-a）×2=

21.6-20

16

mol
解得a=0.5=50%，
故答案為：50%；
④設(shè)O₂為XL，O₃為YL，
   2O₃

放電  .

3O₂
   2        3
   YL       1.5YL，根據(jù)題意 

X+Y=aL X+1.5Y=1.3aL

解得X=0.4aL，Y=0.6aL，
原混合氣中O₂和O₃的體積比為0.4aL：0.6aL=2：3；

3mol×48g/mol

2mol×32g/mol+3mol×48g/mol

×100%=69.2%；
故答案為：2：3；69.2%．

點評：本題考查了有關(guān)化學反應的有關(guān)計算，題目難度中等，注意掌握根據(jù)化學方程式進行的簡單計算方法，（2）為易錯點，注意最終得到的沉淀為硫酸鋇，注意差量法的應用．