Question

12．[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O是一種重要的染料及合成農(nóng)藥中間體，受熱可分解．某化學(xué)課外小組設(shè)計(jì)了如圖1實(shí)驗(yàn)（部分夾持裝置略）驗(yàn)證它的部分分解產(chǎn)物，請(qǐng)回答問題：

（1）連接裝置，檢查裝置氣密性，在各裝置中加入相應(yīng)的藥品和試劑．
（2）打開K₂、K₄，閉合K₁、K₃，加熱一段時(shí)間后觀察到品紅溶液褪色，寫出NaOH溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O．
（3）打開K₁、K₃，閉合K₂、K₄，繼續(xù)加熱一段時(shí)間后觀察到濕潤紅色石蕊試紙變藍(lán)，證明分解產(chǎn)物中含有NH₃（填化學(xué)式）．
（4）CCl₄的作用是防止倒吸．
（5）加熱過程中，還生成Cu、N₂和H₂O．寫出[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O分解的化學(xué)方程式3[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+8NH₃↑+2N₂↑+3SO₂↑+9H₂O
（6）若實(shí)驗(yàn)中稱取a g[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O，收集到b mL N₂（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的分解率表達(dá)式為$\frac{3×246×b×10{\;}^{-3}}{2×22.4×a}$×100%．
（7）量氣管讀數(shù)時(shí)需注意的事項(xiàng)有：①氣體冷卻到室溫；②量氣裝置兩側(cè)液面相平；③視線與凹液面最低處相平．若某同學(xué)按圖2所示讀數(shù)，則計(jì)算出的分解率偏低（填“偏高”“偏低”或“無影響”）．

Answer 1

分析 （1）加熱中有氣體生成，由裝置圖可知，還進(jìn)行氣體體積的測(cè)定，加入藥品前需要檢驗(yàn)裝置氣密性；
（2）觀察到品紅溶液褪色，說明分解生成二氧化硫，氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫生成亞硫酸鈉，便于后續(xù)氣體體積測(cè)定；
（3）觀察到濕潤紅色石蕊試紙變藍(lán)，說明分解生成氨氣；
（4）用水吸收生成氨氣，以便于后續(xù)氣體體積的測(cè)定，而氨氣極易溶于水，直接用水吸收會(huì)發(fā)生倒吸；
（5）加熱過程中，還生成Cu、N₂和H₂O，由上述分析可知有氨氣、二氧化硫生成；
（6）根據(jù)氮?dú)獾捏w積，結(jié)合方程式計(jì)算分解的[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算其分解率；
（7）讀數(shù)還需要視線與凹液面最低處相平；若某同學(xué)按圖2所示讀數(shù)，氣體的壓強(qiáng)大于大氣壓，氣體被壓縮，測(cè)定氣體的體積偏小．

解答 解：（1）加熱中有氣體生成，由裝置圖可知，還進(jìn)行氣體體積的測(cè)定，加入藥品前需要檢驗(yàn)裝置氣密性，
故答案為：檢查裝置氣密性；
（2）觀察到品紅溶液褪色，說明分解生成二氧化硫，氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫生成亞硫酸鈉，便于后續(xù)氣體體積測(cè)定，反應(yīng)離子方程式為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；
（3）觀察到濕潤紅色石蕊試紙變藍(lán)，說明分解生成氨氣，
故答案為：NH₃；
（4）用水吸收生成氨氣，以便于后續(xù)氣體體積的測(cè)定，而氨氣極易溶于水，直接用水吸收會(huì)發(fā)生倒吸，導(dǎo)管伸入四氯化碳中，氨氣不被四氯化碳吸收，可以防止倒吸，
故答案為：防止倒吸；
（5）加熱過程中，還生成Cu、N₂和H₂O，由上述分析可知有氨氣、二氧化硫生成，[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂分解的化學(xué)方程式為：3[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+8NH₃↑+2N₂↑+3SO₂↑+9H₂O，
故答案為：3[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+8NH₃↑+2N₂↑+3SO₂↑+9H₂O；
（6）設(shè)分解的[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的質(zhì)量為m，則：
3[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+8NH₃↑+2N₂↑+3SO₂↑+9H₂O
3×246g                                                  2×22.4L
m                                                          b×10^-3L
所以m=$\frac{3×246g×b×10{\;}^{-3}L}{2×22.4L}$=$\frac{3×246×b×10{\;}^{-3}}{2×22.4}$g
[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的分解率表達(dá)式為$\frac{\frac{3×246×b×10{\;}^{-3}}{2×22.4}}{a}$×100%=$\frac{3×246×b×10{\;}^{-3}}{2×22.4×a}$×100%，
故答案為：$\frac{3×246×b×10{\;}^{-3}}{2×22.4×a}$×100%；
（7）讀數(shù)還需要視線與凹液面最低處相平；
若某同學(xué)按圖2所示讀數(shù)，氣體的壓強(qiáng)大于大氣壓，氣體被壓縮，測(cè)定氣體的體積偏小，計(jì)算分解的[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的質(zhì)量偏小，故[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的分解率偏低，
故答案為：視線與凹液面最低處相平；偏低．

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)方案、分解率有關(guān)計(jì)算、元素化合物性質(zhì)、對(duì)原理與裝置的分析評(píng)價(jià)、誤差分析、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作等，是對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綜合考查，關(guān)鍵是理解各裝置作用，較好的考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�、分析解決問題的能力．