Question

硫酸銅受熱分解生成氧化銅和氣體，加熱溫度不同，氣體成分也不同。氣體成分可能含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)探究性實(shí)驗(yàn)，測定反應(yīng)產(chǎn)生的SO2、SO3和O2的物質(zhì)的量，并計(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)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SO3一種；

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 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，硫酸銅完全分解。

(1)請你組裝探究實(shí)驗(yàn)的裝置，按從左至右的方向，各儀器接口的連接順序?yàn)棰佟�⑨→⑩→⑥→⑤�? → → → →②(填接口序號)。

(2)若實(shí)驗(yàn)結(jié)束時B中量筒沒有收集到水，則證明猜想 正確。

(3)有兩個實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，由于加熱時的溫度不同，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	2.56	224

 

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)方程式。

第一小組： ；

第二小組： 。

 

Answer 1

Ⅱ.SO2、O2 Ⅲ.SO2、SO3、O2

(1)③ ④ ⑧ ⑦ (2)Ⅰ

(3)2CuSO42CuO＋2SO2↑＋O2↑

4CuSO44CuO＋2SO3↑＋2SO2↑＋O2↑

【解析】本題考查硫酸銅分解產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)探究。氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)有升必有降，如果產(chǎn)物中只有兩種氣體，必為SO2、O2的混合物；如果有三種氣體，則必為SO2、SO3、O2的混合物。(1)SO3溶于水生成硫酸，硫酸會與F中NaHSO3溶液反應(yīng)生成SO2，通過濃硫酸干燥后，再通過堿石灰的增重情況可測定二氧化硫的質(zhì)量，通過E、B裝置所測氣體的體積就是氧氣的體積。(2)若B中量筒中沒有收集到水，則說明實(shí)驗(yàn)中沒有生成O2即猜想Ⅰ正確。(3)根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒，硫酸銅分解產(chǎn)生的SO2與O2的物質(zhì)的量之比必為2∶1。實(shí)驗(yàn)中，如果產(chǎn)生的SO2與O2的物質(zhì)的量之比不是2∶1，則說明分解產(chǎn)物中還含有SO3。第一小組：n(CuSO4)＝0.04 mol，n(O2)＝0.02 mol，n(SO2)＝2.56 g÷64 g·mol－1＝0.04 mol，SO2與O2的物質(zhì)的量之比為2∶1，所以該小組硫酸銅分解的產(chǎn)物是CuO、SO2、O2。第二小組：n(CuSO4)＝0.04 mol，n(O2)＝0.01 mol，n(SO2)＝0.04 mol，說明硫酸銅分解時還生成了0.02 mol SO3，據(jù)此即可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。