Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究CuSO4分解產(chǎn)物

Ⅰ．甲同學(xué)選擇下列裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究硫酸銅分解的氣態(tài)產(chǎn)物SO3、SO2和O2，并驗(yàn)證SO2的還原性。

回答下列有關(guān)問題

(1)上述裝置按氣流從左至右排序?yàn)?/span>A、D、___________E、F（填代號(hào)）。

(2)裝置D的作用是______________________；能證明有SO3生成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________________。

(3)在實(shí)驗(yàn)過程中C裝置中紅色溶液逐漸變?yōu)闊o色溶液，說明A中分解產(chǎn)物有___________；待C中有明顯現(xiàn)象后，F開始收集氣體，F裝置中集氣瓶收集到了少量氣體，該氣體是___________（填化學(xué)式）。

(4)為了驗(yàn)證SO2的還原性，取E裝置中反應(yīng)后的溶液于試管中，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：

a.滴加少量的NH4SCN溶液 b.滴加少量的K3[Fe(CN)6]溶液

c.滴加酸性KMnO4溶液 d.滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液

其中，方案合理的有___________（填代號(hào)），寫出E裝置中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：________________。

Ⅱ．乙同學(xué)利用A中殘留固體驗(yàn)證固體產(chǎn)物（假設(shè)硫酸銅已完全分解）查閱資料知，銅有+2、+1價(jià)，且分解產(chǎn)物中不含0價(jià)的銅。Cu2O在酸性條件下不穩(wěn)定，發(fā)生反應(yīng)：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。

(5)為了驗(yàn)證固體產(chǎn)物中是否有Cu2O，設(shè)計(jì)了下列4種方案，其中能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>___________。

甲：取少量殘留固體于試管，滴加足量的稀硝酸，觀察溶液顏色是否變?yōu)樗{(lán)色

乙：取少量殘留固體于試管，滴加足量的稀硫酸，觀察溶液顏色是否變?yōu)樗{(lán)色

丙：取少量殘留固體于試管，滴加足量的稀鹽酸，觀察是否有紅色固體生成

丁：取少量殘留固體于試管，通入氫氣，加熱，觀察是否生成紅色固體

(6)經(jīng)檢驗(yàn)CuSO4分解生成CuO、Cu2O、SO3、SO2和O2，且CuO、Cu2O的質(zhì)量之比為5：9，SO2、O2、SO3的體積之比（同溫同壓下測(cè)定）為4：3：2。寫出CuSO4分解的化學(xué)方程式：______________。

Answer 1

【答案】B、C 防倒吸（或作安全瓶） B裝置中產(chǎn)生白色沉淀 SO2 O2 bd 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+ 丙 6CuSO42CuO+2Cu2O+2SO3↑+4SO2↑+3O2↑

【解析】

根據(jù)題意：A裝置加熱分解硫酸銅，分解的氣態(tài)產(chǎn)物SO3、SO2和O2，SO2和O2和氯化鋇溶液不反應(yīng)，SO3與氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀，可檢驗(yàn)SO3，SO2由品紅溶液檢驗(yàn)，氯化鐵溶液驗(yàn)證SO2的還原性，為防止發(fā)生倒吸，A之后連接D裝置，連接B的氯化鋇溶液檢驗(yàn)SO3，產(chǎn)生白色沉淀，用C中品紅溶液檢驗(yàn)SO2，品紅溶液褪色，由E的氯化鐵溶液驗(yàn)證SO2的還原性，發(fā)生反應(yīng)：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+，F用排水法收集氧氣，取E裝置中反應(yīng)后的溶液于試管中，通過檢驗(yàn)生成Fe2+、SO42-驗(yàn)證SO2的還原性，用A中殘留固體驗(yàn)證固體產(chǎn)物可能為CuO、Cu2O，根據(jù)反應(yīng)Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，如果含有Cu2O，酸溶后有紅色的銅生成，CuSO4分解生成CuO、Cu2O、SO3、SO2和O2，反應(yīng)為：6CuSO42CuO+2Cu2O+2SO3↑+4SO2↑+O2↑，據(jù)此分析作答。

(1)根據(jù)分析，裝置為分解裝置，防倒吸裝置，檢驗(yàn)SO3，檢驗(yàn)SO2，驗(yàn)證SO2的還原性，收集氧氣的裝置，故連接順序?yàn)椋?/span>A、D、B、C、E、F，缺少B、C裝置；

(2)裝置D的作用是防倒吸；SO3與氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀，B裝置中產(chǎn)生白色沉淀證明有SO3生成；

(3)二氧化硫具有漂白性，在實(shí)驗(yàn)過程中C裝置中紅色溶液逐漸變?yōu)闊o色溶液，說明A中分解產(chǎn)物有SO2；氧氣不溶于水，F中收集的氣體為O2；

(4)E裝置中為氯化鐵溶液，與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+，檢驗(yàn)生成的Fe2+、SO42-驗(yàn)證SO2的還原性，Fe2+用K3[Fe(CN)6]溶液觀察是否有藍(lán)色沉淀的生成檢驗(yàn)，SO42-用鹽酸酸化的BaCl2溶液是否生成白色沉淀檢驗(yàn)，故合理選項(xiàng)是bd；

(5)已知：Cu2O在酸性條件下不穩(wěn)定，發(fā)生反應(yīng)：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，A中硫酸銅完全分解，則得到CuO或Cu2O，取少量殘留固體于試管，滴加足量的稀鹽酸，觀察是否有紅色固體生成可以驗(yàn)證固體產(chǎn)物中是否有Cu2O；故合理選項(xiàng)是丙；

(6)CuSO4分解生成CuO、Cu2O、SO3、SO2和O2，且CuO、Cu2O的質(zhì)量之比為5：9，設(shè)CuO、Cu2O的物質(zhì)的量分解為a、b，有80a：144b=5：9，解得a：b=1：1，SO2、O2、SO3的體積之比(同溫同壓下測(cè)定)為4：3：2，則SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量為4：3：2，故CuSO4分解的化學(xué)方程式為：6CuSO42CuO+2Cu2O+2SO3↑+4SO2↑+O2↑。