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。某化學課外活動小組通過設計探究性實驗，測定反應產生的SO2、SO3和O2的物質的量，并計算確定各物質的化學計量數，從而確定CuSO4分解的化學方程式。實驗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。

[實驗探究]

實驗操作過程略。已知實驗結束時，硫酸銅完全分解。

（1）請你組裝探究實驗的裝置，按從左至右的方向，各儀器接口的連接順序為①→⑨→⑩→⑥→⑤→________→________→________→________→②（填接口序號）。

（2）若實驗結束時B中量筒沒有收集到水，則證明猜想________正確。

（3）有兩個實驗小組進行該實驗，由于加熱時的溫度不同，實驗結束后測得相關數據也不同，數據如下：

實驗 小組	稱取CuSO4 的質量/g	裝置C增加 的質量/g	量筒中水的體積折算成標準狀況下氣體的體積/mL
一	6.4	2.56	448
二	6.4	2.56	224

 

請通過計算，推斷出第一小組和第二小組的實驗條件下CuSO4分解的化學方程式。

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物的實驗探究。氧化還原反應中化合價有升必有降，如果產物中只有兩種氣體，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，則說明實驗中沒有生成O2即猜想Ⅰ正確。（3）根據氧化還原反應中得失電子守恒，硫酸銅分解產生的SO2與O2的物質的量之比必為2∶1。實驗中，如果產生的SO2與O2的物質的量之比不是2∶1，則說明分解產物中還含有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的物質的量之比為2∶1，所以該小組硫酸銅分解的產物是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，據此即可寫出反應的化學方程式。