Question

硫酸銅受熱分解生成氧化銅和氣體，受熱溫度不同，該氣體成分也不同．氣體的成分可能含有SO₂、SO₃和O₂中的一種、兩種或三種．某化學(xué)課外活動小組通過設(shè)計(jì)一探究性實(shí)驗(yàn)，測定反應(yīng)產(chǎn)生SO₂、SO₃和O₂的物質(zhì)的量，并經(jīng)計(jì)算確定各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，從而確定CuSO₄分解的化學(xué)方程式．實(shí)驗(yàn)可能用到的儀器如下圖所示：

【提出猜想】
Ⅰ．所得氣體的成分可能只含一種

 

Ⅱ．所得氣體的成分可能含有兩種

 

Ⅲ．所得氣體的成分可能含有SO₂、SO₃和O₂三種
【實(shí)驗(yàn)探究】
實(shí)驗(yàn)操作過程（略）．已知實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，硫酸銅完全分解．請回答下列問題：
（1）請你組裝探究實(shí)驗(yàn)的裝置，按從左至右的方向，各儀器接口連接的順序?yàn)?div id="gosogq4" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，B中量筒沒有收集到水，則證明猜想正確

 

．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，經(jīng)測定裝置C的總質(zhì)量增加，能否肯定氣體產(chǎn)物中含有SO₂而不含SO₃？請說明理由．答：

 

．
（4）有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了該實(shí)驗(yàn)，由于加熱時(shí)溫度不同，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測得相關(guān)數(shù)據(jù)也不同，數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)小組	稱取CuSO4的質(zhì)量（g）	裝置C增加的質(zhì)量（g）	量筒中水的體積折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積（mL）
一	6.4	2.56	448
二	6.4	3.84	224

①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，應(yīng)選用

 

mL的量筒；
②請通過計(jì)算，推斷出第一小組和第二小組的實(shí)驗(yàn)條件下CuSO₄分解的化學(xué)反應(yīng)方程式：
一組：

 

，二組：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：[提出猜想]根據(jù)硫酸銅分解可能發(fā)生兩種情況2CuSO₄

△   .

CuO+2SO₂↑+O₂↑或 CuSO₄

△   .

CuO+SO₃↑或者兩個(gè)反應(yīng)同時(shí)發(fā)生來判斷；
[實(shí)驗(yàn)探究]（1）根據(jù)氣體的制備和收集按照發(fā)生裝置→除雜裝置→干燥氣體→氣體吸收裝置→排水→測量裝置來組裝實(shí)驗(yàn)儀器；
（2）B中量筒沒有收集到水，則說明反應(yīng)沒有氧氣生成；
（3）若實(shí)驗(yàn)結(jié)束，經(jīng)測定裝置C的總質(zhì)量增加了，堿石灰可以吸收二氧化硫、三氧化硫，不能肯定氣體產(chǎn)物中含有SO₂而不含SO₃；SO₃與F中的飽和NaHSO₃反應(yīng)會生成等物質(zhì)的量的SO₂；
（4）①依據(jù)表中氣體體積選擇量筒的體積；
②測定反應(yīng)產(chǎn)生的SO₂、SO₃和O₂的物質(zhì)的量，并經(jīng)計(jì)算確定各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，從而確定CuSO₄分解的化學(xué)方程式；測定反應(yīng)產(chǎn)生的SO₂、SO₃和O₂的物質(zhì)的量，并經(jīng)計(jì)算確定各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，從而確定CuSO₄分解的化學(xué)方程式；

解答： 解：根據(jù)硫酸銅分解可能發(fā)生兩種情況2CuSO₄

△   .

2CuO+2SO₂↑+O₂↑或CuSO₄

△   .

CuO+SO₃↑或者兩個(gè)反應(yīng)同時(shí)發(fā)生來判斷，故Ⅰ．SO₃；Ⅱ．SO₂、O₂；Ⅲ．SO₃、SO₂、O₂ ；
故答案為：SO₃； SO₂、O₂；
【實(shí)驗(yàn)探究】（1）氣體的制備和收集按照發(fā)生裝置→除雜裝置→干燥氣體→氣體吸收裝置→排水→測量裝置來安裝實(shí)驗(yàn)儀器，按從左至右的方向，先制備氣體，通過亞硫酸氫鈉吸收三氧化硫，再通過濃硫酸干燥二氧化硫氣體和氧氣，通過堿石灰吸收二氧化硫稱量計(jì)算，最后利用排水量氣法測定氧氣的體積，各儀器接口連接順序?yàn)椋孩佗幄猗蔻茛邰堍啖撷冢?br />故答案為：①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②；
（2）SO₃與SO₂均易溶于水、O₂不溶于水，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)裝置B中量筒沒有收集到水，說明產(chǎn)生易溶于水的氣體SO₃或SO₂，沒有產(chǎn)生O₂，故證明猜想I；
故答案為：I；
（3）若實(shí)驗(yàn)結(jié)束，經(jīng)測定裝置C的總質(zhì)量增加了，二氧化硫和三氧化硫都是酸性氧化物，堿石灰可以吸收二氧化硫、三氧化硫，SO₃與F中的飽和NaHSO₃反應(yīng)會生成等物質(zhì)的量的SO₂；
故答案為：不能，因?yàn)镾O₃與F中的飽和NaHSO₃反應(yīng)會生成等物質(zhì)的量的SO₂；
（4）①依據(jù)表中氣體體積選擇量筒的體積，氣體體積最大為448ml，所以選擇500ml的量筒；
故答案為：500；
②第一小組：設(shè)6.4g硫酸銅分解生成xmolSO₃，ymolSO₂，則80x+64y=2.56g，x+y=

6.4g

160g/mol

=0.04mol，解得x=0mol，y=0.04mol，又n（O₂）=

0.448

22.4L/mol

=0.02mol，即SO₂與O₂的物質(zhì)的量之比為2：1，
故答案為：2CuSO₄

△   .

2CuO+2SO₂↑+O₂↑；
第二小組設(shè)6.4g硫酸銅分解生成xmolSO₃，ymolSO₂，則80x+64y=3.84g，x+y=

6.4g

160g/mol

=0.04mol，解得x=0.02mol，y=0.02mol，又n（O₂）=

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，即物質(zhì)的量SO₃：SO₂：O₂=2：2：1，
故答案為：4CuSO₄

△   .

4CuO+2SO₂↑+2SO₃↑+O₂↑．

點(diǎn)評：本題考查物質(zhì)的組成和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，做題時(shí)注意把握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識，充分利用有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，本題具有一定難度．