Question

【題目】Ⅰ.為探究硫酸銅晶體(CuSO4·xH2O)受熱分解后所得產物，設計實驗裝置如圖所示，部分實驗現象為：A中藍色晶體逐漸變成白色粉末，繼續加熱最終變成黑色；B中產生白色沉淀；D中溶液變成紅色。(洗氣瓶中試劑均足量)

(1)分析推測該硫酸銅晶體最終分解產物可能有_______________________________。

(2)D中的反應分兩步進行，寫出第一步反應的離子方程式_____________________。

II.測定硫酸銅晶體(CuSO4·xH2O)中結晶水x的值，實驗裝置和過程如下：取硫酸銅晶體7.23 g置于硬質試管中，先通N2排除體系內空氣，酒精噴燈高溫加熱充分，待A中藍色晶體最終變成黑色，停止加熱，再次鼓入N2至裝置冷卻到室溫。(洗氣瓶中試劑均足量)

(1)取B中白色沉淀經過濾洗滌干燥稱量得固體6.99 g，經計算可得CuSO4·xH2O中x=__________，再次鼓入N2的目的是____________________。

(2)某同學提出，要測定晶體中結晶水x的值，也可將B裝置用裝有濃硫酸的洗氣瓶替換，最終測濃硫酸增重即可計算得到結果，評價該同學的方案是否可行？(如果不可行，請說明理由)_____________________________

Answer 1

【答案】CuO、SO3、SO2、O2、H2O 4Fe2++O2+4H+ = 4Fe3++2H2O 4.5 使分解產生的氣體全部被洗氣瓶中試劑吸收 不可行，SO3也能溶解在濃硫酸中，濃硫酸的增重不止只是水的質量

【解析】

I、該實驗的目的是探究硫酸銅晶體(CuSO4·xH2O)受熱分解后所得產物，A中藍色晶體逐漸變成白色粉末，繼續加熱最終變成黑色，說明晶體受熱分解產生了CuO；B中酸性BaCl2溶液產生白色沉淀，則分解產物中有SO3；D中溶液變紅，說明Fe2+被氧化為Fe3+，即產物中有氧化性物質，根據質量守恒定律可知，該氧化性物質為O2，則分解產物中有SO2生成（CuSO4中，O為-2價，若得到O2，需要升高化合價，所以S的化合價一定降低，生成SO2），所以B中的現象是品紅溶液褪色，E的作用是吸收多余的有害氣體，防止污染環境；

II、根據實驗I推出硫酸銅晶體產物有SO2、SO3，B中含有Cl2和BaCl2，Cl2在水中可以將SO2氧化為SO42-，故CuSO4中的S全部轉化為了BaSO4，則可以通過BaSO4的質量來計算x的值。

I、（1）經分析，CuSO4受熱分解產生的產物有CuO、SO2、SO3、O2；對于晶體而言，受熱分解產物還有H2O，故可推測該硫酸銅晶體最終分解產物可能有CuO、SO3、SO2、O2、H2O；

（2）D中，Fe2+先被O2氧化為Fe3+，Fe3+再和SCN-結合生成血紅色物質，涉及的離子反應為：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O、Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3；

II、（1）根據題意可知，n(BaSO4)==0.03mol，則n(CuSO4·xH2O)=0.03mol，所以有0.03mol×(150+18x)g/mol=7.23g，解得x=4.5；再次通入N2的目的是使分解產生的氣體全部被洗氣瓶中試劑吸收；

（2）不可行，分解產物SO3可以溶解在濃硫酸中，濃硫酸的增重不止只是水的質量。