Question

【題目】無水硫酸銅在加熱條件下能發生分解反應，生成氧化銅、二氧化硫、三氧化硫和氧氣。某學生試圖用如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中發生的實驗現象可能有___。

（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）另一學生將9.6g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448mL（標準狀況）。據此可計算出二氧化硫為___mol，三氧化硫為___mol。

（5）由上述實驗數據可知無水硫酸銅受熱分解的化學方程式：___。

（6）上述裝置可以簡化而不影響實驗效果。請你提出一個簡化方案，達到使裝置最簡單而不影響實驗效果的目的：___。

Answer 1

【答案】白色固體變黑 測出產生O2的體積 不正確，O2能被NaHSO3溶液吸收 0.04 0.02 3CuSO43CuO+SO3↑+2SO2↑+O2↑ 去掉BC，僅O2進入E中可計算

【解析】

(1)無水硫酸銅在加熱條件下能發生分解反應，生成氧化銅、二氧化硫、三氧化硫和氧氣，氧化銅為黑色；

(2)EF是排水量氣法測量氣體體積，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；

(5)依據(4)計算得到生成物的物質的量，然后寫出化學方程式；

(6)結合電子守恒和原子守恒可知，只要知道O2的物質的量，即可計算SO2和SO3的物質的量，據此分析調整裝置。

(1)無水硫酸銅在加熱條件下能發生分解反應，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；

(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；

(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；

(4)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448mL(標準狀況)物質的量為0.02mol，電子轉移0.08mol，CuSO4～SO2～2e-；計算得到二氧化硫物質的量為0.04mol，依據硫酸銅質量換算物質的量==0.06mol，結合硫元素守恒計算三氧化硫物質的量為0.06mol-0.04mol=0.02mol；

(5)依據(4)計算得到生成物的物質的量寫出化學方程式為3CuSO43CuO+SO3↑+2SO2↑+O2↑；

(6)由計算(4)中分析可知，只要知道O2的物質的量，即可計算SO2和SO3的物質的量，則簡化方案是去掉BC，僅O2進入E中，即可根據收集的氧氣計算。