Question

14．某研究小組利用手持技術(shù)，獲得2.50g CuSO₄•5H₂O樣品受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線）如圖1所示．請問答下列問題：
（1）試確定113～258℃時(shí)固體b的化學(xué)式：CuSO₄•H₂O．
（2）請預(yù)測固體c在680～1000℃時(shí)的分解產(chǎn)物，下列預(yù)測肯定不合理的是C．
A．CuO、SO₃            
B．CuO、SO₂、O₂
C．CuO、SO₃、O₂            
D．CuO、SO₂、SO₃、O₂
（3）某興趣小組用如圖2所示裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證（2）中生成的氣態(tài)物質(zhì)．
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：裝置B中溶液顏色褪去，裝置D中產(chǎn)生白色沉淀，將帶火星的木條放在氣體的出口處有復(fù)燃的現(xiàn)象．
①試劑X是：品紅溶液或溴水或酸性KMnO₄溶液．
②按氣流方向連接各儀器，用字母表示接口的連接順序：c→a b d e f（g）．
③某同學(xué)認(rèn)為并不能根據(jù)裝置D中的現(xiàn)象，認(rèn)為一定有SO₃生成．其理由是因?yàn)榉纸庥蠴₂和SO₂生成，在水溶液中發(fā)生反應(yīng)：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，故無論分解反應(yīng)是否有SO₃生成，都會(huì)有此現(xiàn)象，
2SO₂+O₂+2H₂O+2BaCl₂=2BaSO₄↓+4HCl（用必要的文字或化學(xué)方程式解釋）
④該實(shí)驗(yàn)方案是否有缺陷？有（填有或無）若有缺陷請你提出解決的辦法：裝置A和裝置D之間應(yīng)該增加一個(gè)防倒吸的裝置（若無，則不必回答）．

Answer 1

分析 （1）CuSO₄•5H₂O受熱到102℃時(shí)開始脫水分解，113℃時(shí)可得到較穩(wěn)定的一種中間物，到258℃時(shí)才會(huì)繼續(xù)分解，113～258℃時(shí)失去的水的質(zhì)量為2.50g-1.78g=0.72g，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算失去水n值；
（2）A、生成CuO、SO₃，為非氧化還原反應(yīng)，預(yù)測合理；
B、生成CuO、SO₂、O₂，氧元素化合價(jià)升高，生成O₂，S元素化合價(jià)降低，符合氧化還原反應(yīng)原理，預(yù)測合理；
C、生成CuO、SO₃、O₂，氧元素化合價(jià)降低，無元素化合價(jià)升高，不符合氧化還原反應(yīng)原理，預(yù)測不合理；
D、既有元素化合價(jià)升高，也有元素化合價(jià)降低，預(yù)測合理；
（3）①剩余的二氧化硫污染空氣需要吸收；
②依據(jù)分解產(chǎn)物中的氣體為二氧化硫和三氧化硫，三氧化硫沸點(diǎn)較低冷卻后變?yōu)橐后w，二氧化硫可以利用其還原性、漂白性選擇試劑驗(yàn)證；
③因?yàn)榉纸庥蠴₂和SO₂生成，在水溶液中發(fā)生反應(yīng)：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，在氯化鋇溶液中生成沉淀不一定是分解生成的三氧化硫；
④裝置A和D連接生成氣體二氧化硫易溶于水，裝置中容易造成液體倒吸．

解答 解：（1）CuSO₄•5H₂O受熱到102℃時(shí)開始脫水分解，113℃時(shí)可得到較穩(wěn)定的一種中間物，到258℃時(shí)才會(huì)繼續(xù)分解，113～258℃時(shí)失去的水的質(zhì)量為2.50g-1.78g=0.72g，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知：
CuSO₄•5H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄•（5-n）H₂O+nH₂O
250                             18n
2.50g                          2.50g-1.78g=0.72g，
解的n=4
113～258℃時(shí)固體b的化學(xué)式為CuSO₄•H₂O；
故答案為：CuSO₄•H₂O；
（2）A、CuSO₄•5H₂O受熱生成CuO、SO₃，為非氧化還原反應(yīng)，預(yù)測合理，故A不符合；
B、CuSO₄•5H₂O受熱生成CuO、SO₂、O₂，氧元素化合價(jià)升高，生成O₂，S元素化合價(jià)降低，符合氧化還原反應(yīng)原理，預(yù)測合理，故B不符合；
C、CuSO₄•5H₂O受熱生成CuO、SO₃、O₂，氧元素化合價(jià)降低，無元素化合價(jià)升高，不符合氧化還原反應(yīng)原理，預(yù)測不合理，故C符合；
D、CuSO₄•5H₂O受熱分解，生成CuO、SO₂、SO₃、O₂，既有元素化合價(jià)升高，也有元素化合價(jià)降低，預(yù)測合理，故D不符合．
故答案為：C；
（3）①試劑X的名稱可以是利用二氧化硫的漂白性選擇品紅溶液驗(yàn)證，也可以選擇溴水或高錳酸鉀溶液利用氧化性氧化二氧化硫反應(yīng)褪色驗(yàn)證；
故答案為：品紅溶液或溴水或酸性KMnO₄溶液；
②中生成的氣態(tài)物質(zhì)為二氧化硫和三氧化硫氣體，三氧化硫沸點(diǎn)較低冷卻后變?yōu)橐后w，二氧化硫可以利用其還原性、漂白性選擇試劑驗(yàn)證，剩余的二氧化硫污染空氣需要吸收；裝置連接順序?yàn)椋篴 b d e f（g），
故答案為：a b d e f（g）；
③晶體分解過程中，因?yàn)榉纸庥蠴₂和SO₂生成，在水溶液中發(fā)生反應(yīng)：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，故無論分解反應(yīng)是否有SO₃生成，都會(huì)有此現(xiàn)象，2SO₂+O₂+2H₂O+2BaCl₂=2BaSO₄↓+4HCl，不能根據(jù)裝置D中的現(xiàn)象，認(rèn)為一定有SO₃生成，
故答案為：因?yàn)榉纸庥蠴₂和SO₂生成，在水溶液中發(fā)生反應(yīng)：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，故無論分解反應(yīng)是否有SO₃生成，都會(huì)有此現(xiàn)象，2SO₂+O₂+2H₂O+2BaCl₂=2BaSO₄↓+4HCl；
④裝置A和D連接生成氣體二氧化硫易溶于水，裝置中容易造成液體倒吸，該實(shí)驗(yàn)方案有缺陷，所以在裝置A和裝置D之間應(yīng)該增加一個(gè)防倒吸的裝置，
故答案為：有；裝置A和裝置D之間應(yīng)該增加一個(gè)防倒吸的裝置．

點(diǎn)評 本題考查了圖象分析計(jì)算，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的裝置連接原理，二氧化硫性質(zhì)的應(yīng)用，注意實(shí)驗(yàn)過程分析判斷，掌握物質(zhì)性質(zhì)和數(shù)據(jù)分析是解題關(guān)鍵，題目難度較大．