Question

無水硫酸銅在加熱條件下能發(fā)生分解反應，生成氧化銅、二氧化硫、三氧化硫和氧氣．某學生試圖用下圖所示裝置來確定該化學反應中各物質的計量關系

試回答：
（1）加熱過程中，試管A中發(fā)生的實驗現象為______．
（2）裝置E和F的作用是______；
（3）該學生使用裝置B的本意是除去混合氣體中的三氧化硫以提純氧氣，他的做法正確嗎？為什么？______
（4）該學生利用上述裝置將一定質量的無水硫酸銅置于A中加熱使其分解，最后測得氧氣的體積偏小，其原因可能是______（填序號）
A．無水硫酸銅未完全分解
B．實驗結束時裝置A中殘留有氣體
C.被溶液吸收時產生了氣體
D．最后讀量筒中的讀數時，E中的液面低于F中的液面
（5）另一學生將4.8g無水硫酸銅充分加熱使其完全分解后，用正確的實驗方法除去了生成物中的二氧化硫和三氧化硫，最后測出氧氣的體積為224mL（標準狀況）．據此可計算出二氧化硫為______mol，三氧化硫為______mol．
（6）由上述實驗數據可知無水硫酸銅受熱分解的化學方程式為：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）無水硫酸銅在加熱條件下能發(fā)生分解反應，生成氧化銅、二氧化硫、三氧化硫和氧氣，氧化銅為黑色；
（2）EF是排水量氣法沉淀氣體體積，依據裝置試劑作用分析判斷最后測量的是氧氣的體積；
（3）裝置連接中A受熱分解生成的氣體含有氧氣，通過亞硫酸氫鈉溶液會被還原吸收引起誤差；
（4）依據裝置進行試驗測定氧氣體積，氧氣和亞硫酸氫鈉溶液反應，氧氣體積一定減小；
A、無水硫酸銅未完全分解，生成氧氣減少；
B、實驗結束時裝置A中殘留有氣體有氧氣
C、生成的二氧化硫會被堿石灰吸收不影響氧氣體積；
D、量筒中液面是凹液面，所以讀量筒中液體體積時，視線與液體的凹液面相平，否則會造成誤差；
（5）依據反應生成的二氧化硫和氧氣之間存在電子守恒，計算二氧化硫物質的量，依據硫酸銅質量換算物質的量，結合硫元素守恒計算三氧化硫物質的量；
（6）依據（5）計算得到生成物的物質的量，然后寫出化學方程式．
解答：解：（1）無水硫酸銅在加熱條件下能發(fā)生分解反應，生成氧化銅、二氧化硫、三氧化硫和氧氣，無水硫酸銅是白色固體，氧化銅為黑色，
故答案為：白色固體變黑；
（2）EF是排水量氣裝置，難溶于水的氣體體積可以利用排水量氣裝置測定體積，裝置A生成的氣體通過亞硫酸氫鈉溶液吸收氧氣；吸收三氧化硫生成二氧化硫，濃硫酸吸收三氧化硫和水蒸氣；通過堿石灰吸收二氧化硫，則最后測定的是氧氣的體積，
故答案為：測出產生O₂的體積；
（3）使用裝置B的本意是除去混合氣體中的三氧化硫以提純氧氣，但氣體通過飽和亞硫酸氫鈉溶液中，氧氣會被還原吸收；
故答案為：不正確，O₂能被NaHSO₃溶液吸收；
（4）利用上述裝置將一定質量的無水硫酸銅置于A中加熱使其分解，最后測得氧氣的體積偏小，
A、無水硫酸銅未完全分解，生成氧氣減少，故A符合；
B、實驗結束時裝置A中殘留有氣體可以有氧氣，故B符合
C、生成的二氧化硫會被堿石灰吸收不影響氧氣體積，故C不符合；
D、量筒中液面是凹液面，所以讀量筒中液體體積時，視線與液體的凹液面相平，否則會造成誤差；最后讀量筒中的讀數時，E中的液面低于F中的液面，讀出的體積減小，故D符合；
故選ABD；
（5）依據反應生成的二氧化硫和氧氣之間存在電子守恒，計算二氧化硫物質的量，氧氣224mL（標準狀況）物質的量為0.01mol，電子轉移0.04mol，CuSO₄～SO₂～2e^-；計算得到二氧化硫物質的量為0.02mol，依據硫酸銅質量換算物質的量==0.03mol，結合硫元素守恒計算三氧化硫物質的量為0.01mol，
故答案為：0.02；0.01；
（6）依據（5）計算得到生成物的物質的量寫出化學方程式為3CuSO₄═3CuO+SO₃↑+2SO₂↑+O₂↑，故答案為：3CuSO₄═3CuO+SO₃↑+2SO₂↑+O₂↑．
點評：本題考查了物質組成的實驗定量分析判斷，電子守恒的計算應用，實驗誤差分析的方法，裝置的連接和試劑選擇的作用是解題關鍵，題目難度中等．