Question

无水硫酸铜在加热条件下能发生分解反应，生成氧化铜、二氧化硫、三氧化硫和氧气．某学生试图用下图所示装置来确定该化学反应中各物质的计量关系

试回答：
（1）加热过程中，试管A中发生的实验现象为______．
（2）装置E和F的作用是______；
（3）该学生使用装置B的本意是除去混合气体中的三氧化硫以提纯氧气，他的做法正确吗？为什么？______
（4）该学生利用上述装置将一定质量的无水硫酸铜置于A中加热使其分解，最后测得氧气的体积偏小，其原因可能是______（填序号）
A．无水硫酸铜未完全分解
B．实验结束时装置A中残留有气体
C.被溶液吸收时产生了气体
D．最后读量筒中的读数时，E中的液面低于F中的液面
（5）另一学生将4.8g无水硫酸铜充分加热使其完全分解后，用正确的实验方法除去了生成物中的二氧化硫和三氧化硫，最后测出氧气的体积为224mL（标准状况）．据此可计算出二氧化硫为______mol，三氧化硫为______mol．
（6）由上述实验数据可知无水硫酸铜受热分解的化学方程式为：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）无水硫酸铜在加热条件下能发生分解反应，生成氧化铜、二氧化硫、三氧化硫和氧气，氧化铜为黑色；
（2）EF是排水量气法沉淀气体体积，依据装置试剂作用分析判断最后测量的是氧气的体积；
（3）装置连接中A受热分解生成的气体含有氧气，通过亚硫酸氢钠溶液会被还原吸收引起误差；
（4）依据装置进行试验测定氧气体积，氧气和亚硫酸氢钠溶液反应，氧气体积一定减小；
A、无水硫酸铜未完全分解，生成氧气减少；
B、实验结束时装置A中残留有气体有氧气
C、生成的二氧化硫会被碱石灰吸收不影响氧气体积；
D、量筒中液面是凹液面，所以读量筒中液体体积时，视线与液体的凹液面相平，否则会造成误差；
（5）依据反应生成的二氧化硫和氧气之间存在电子守恒，计算二氧化硫物质的量，依据硫酸铜质量换算物质的量，结合硫元素守恒计算三氧化硫物质的量；
（6）依据（5）计算得到生成物的物质的量，然后写出化学方程式．
解答：解：（1）无水硫酸铜在加热条件下能发生分解反应，生成氧化铜、二氧化硫、三氧化硫和氧气，无水硫酸铜是白色固体，氧化铜为黑色，
故答案为：白色固体变黑；
（2）EF是排水量气装置，难溶于水的气体体积可以利用排水量气装置测定体积，装置A生成的气体通过亚硫酸氢钠溶液吸收氧气；吸收三氧化硫生成二氧化硫，浓硫酸吸收三氧化硫和水蒸气；通过碱石灰吸收二氧化硫，则最后测定的是氧气的体积，
故答案为：测出产生O₂的体积；
（3）使用装置B的本意是除去混合气体中的三氧化硫以提纯氧气，但气体通过饱和亚硫酸氢钠溶液中，氧气会被还原吸收；
故答案为：不正确，O₂能被NaHSO₃溶液吸收；
（4）利用上述装置将一定质量的无水硫酸铜置于A中加热使其分解，最后测得氧气的体积偏小，
A、无水硫酸铜未完全分解，生成氧气减少，故A符合；
B、实验结束时装置A中残留有气体可以有氧气，故B符合
C、生成的二氧化硫会被碱石灰吸收不影响氧气体积，故C不符合；
D、量筒中液面是凹液面，所以读量筒中液体体积时，视线与液体的凹液面相平，否则会造成误差；最后读量筒中的读数时，E中的液面低于F中的液面，读出的体积减小，故D符合；
故选ABD；
（5）依据反应生成的二氧化硫和氧气之间存在电子守恒，计算二氧化硫物质的量，氧气224mL（标准状况）物质的量为0.01mol，电子转移0.04mol，CuSO₄～SO₂～2e^-；计算得到二氧化硫物质的量为0.02mol，依据硫酸铜质量换算物质的量==0.03mol，结合硫元素守恒计算三氧化硫物质的量为0.01mol，
故答案为：0.02；0.01；
（6）依据（5）计算得到生成物的物质的量写出化学方程式为3CuSO₄═3CuO+SO₃↑+2SO₂↑+O₂↑，故答案为：3CuSO₄═3CuO+SO₃↑+2SO₂↑+O₂↑．
点评：本题考查了物质组成的实验定量分析判断，电子守恒的计算应用，实验误差分析的方法，装置的连接和试剂选择的作用是解题关键，题目难度中等．