Question

9．已知硫酸銅在加熱條件下發(fā)生分解反應(yīng)，生成氧化銅、二氧化硫、三氧化硫和氧氣．請(qǐng)用如圖所示裝置，測(cè)定硫酸銅在加熱分解時(shí)產(chǎn)生的各物質(zhì)與參加反應(yīng)的硫酸銅的物質(zhì)的量的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)和有關(guān)結(jié)果如下：

①準(zhǔn)確稱(chēng)得無(wú)水硫酸銅 2.4g；
②測(cè)出量筒中水的體積，折算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的體積為112mL；
③干燥管在實(shí)驗(yàn)后質(zhì)量增加1.28g；
④實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)裝置B中的NaHSO₃溶液變?yōu)镹a₂SO₄溶液（不含其他溶質(zhì)）．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）裝置B的作用是吸收生成的SO₃氣體；發(fā)生的化學(xué)方程式SO₃+2NaHSO₃=Na₂SO₄+H₂O+2SO₂↑．
（2）裝置C的作用是干燥SO₂和O₂；干燥管收集到的物質(zhì)是SO₂．
（3）裝置E和F的作用是由D來(lái)的氣體將E中的水壓到量筒F中，測(cè)定生成O₂的體積；
（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)出后，首先應(yīng)計(jì)算出的物質(zhì)是O₂，有0.005mol；并據(jù)此計(jì)算出SO₂為0.01mol，SO₃為0.005mol．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)混合氣體中有三氧化硫，NaHSO₃能與三氧化硫反應(yīng)生成Na₂SO₄、H₂O和SO₂；
（2）根據(jù)濃硫酸可作干燥劑；根據(jù)SO₂能與堿石灰反應(yīng)，而氧氣與與堿石灰不反應(yīng)；
（3）根據(jù)氧氣不溶于水，可用排水法測(cè)定氣體的體積；
（4）根據(jù)量筒內(nèi)液體的體積即為O₂的體積，根據(jù)n=$\frac{v}{vm}$來(lái)分析；根據(jù)干燥管增重的質(zhì)量為SO₂的質(zhì)量（包括原來(lái)的和通NaHSO₃后生成的），再根據(jù)電子得失守恒n（O₂）×4=n（SO₂）×2求出分解產(chǎn)生的SO₂的物質(zhì)的量，最后根據(jù)方程式SO₃+2NaHSO₃=Na₂SO₄+H₂O+2SO₂↑求出SO₃的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）混合氣體中有三氧化硫，NaHSO₃能與三氧化硫反應(yīng)生成Na₂SO₄、H₂O和SO₂：SO₃+2NaHSO₃=Na₂SO₄+H₂O+2SO₂↑，可NaHSO₃來(lái)除去三氧化硫，
故答案為：吸收生成的SO₃氣體；SO₃+2NaHSO₃=Na₂SO₄+H₂O+2SO₂↑；
（2）濃硫酸可作干燥劑，可吸收SO₂和O₂中的水蒸氣；SO₂能與堿石灰反應(yīng)，而氧氣與與堿石灰不反應(yīng)，所以干燥管收集到的物質(zhì)是SO₂，
故答案為：干燥SO₂和O₂；SO₂；
（3）因氧氣不溶于水，可用排水法測(cè)定氣體的體積，將由D來(lái)的氣體將E中的水壓到量筒F中，測(cè)定生成O₂的體積，
故答案為：由D來(lái)的氣體將E中的水壓到量筒F中，測(cè)定生成O₂的體積；
（4）量筒內(nèi)液體的體積即為O₂的體積，其物質(zhì)的量為$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.005mol，根據(jù)電子得失守恒n（O₂）×4=n（SO₂）×2，即0.005mol×4=n（SO₂）×2，則n（SO₂）=0.01mol，干燥管增重的質(zhì)量為SO₂的質(zhì)量（包括原來(lái)的和通NaHSO₃后生成的）為1.28g，物質(zhì)的量為0.02mol，所以與NaHSO₃反應(yīng)生成的SO₂為0.01mol，由方程式SO₃+2NaHSO₃=Na₂SO₄+H₂O+2SO₂↑可知SO₃的物質(zhì)的量為0.005mol，
故答案為：O₂；0.005；0.01；0.005．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了實(shí)驗(yàn)的原理與計(jì)算，在計(jì)算時(shí)要抓住電子得失守恒，尤其要注意干燥管增重的質(zhì)量為SO₂的質(zhì)量包括原來(lái)的和通NaHSO₃后生成的，題目難度中等．