Question

12．[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O是一种重要的染料及合成农药中间体，受热可分解．某化学课外小组设计了如图1实验（部分夹持装置略）验证它的部分分解产物，请回答问题：

（1）连接装置，检查装置气密性，在各装置中加入相应的药品和试剂．
（2）打开K₂、K₄，闭合K₁、K₃，加热一段时间后观察到品红溶液褪色，写出NaOH溶液中发生反应的离子方程式SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O．
（3）打开K₁、K₃，闭合K₂、K₄，继续加热一段时间后观察到湿润红色石蕊试纸变蓝，证明分解产物中含有NH₃（填化学式）．
（4）CCl₄的作用是防止倒吸．
（5）加热过程中，还生成Cu、N₂和H₂O．写出[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O分解的化学方程式3[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+8NH₃↑+2N₂↑+3SO₂↑+9H₂O
（6）若实验中称取a g[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O，收集到b mL N₂（已换算成标准状况），[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的分解率表达式为$\frac{3×246×b×10{\;}^{-3}}{2×22.4×a}$×100%．
（7）量气管读数时需注意的事项有：①气体冷却到室温；②量气装置两侧液面相平；③视线与凹液面最低处相平．若某同学按图2所示读数，则计算出的分解率偏低（填“偏高”“偏低”或“无影响”）．

Answer 1

分析 （1）加热中有气体生成，由装置图可知，还进行气体体积的测定，加入药品前需要检验装置气密性；
（2）观察到品红溶液褪色，说明分解生成二氧化硫，氢氧化钠溶液吸收二氧化硫生成亚硫酸钠，便于后续气体体积测定；
（3）观察到湿润红色石蕊试纸变蓝，说明分解生成氨气；
（4）用水吸收生成氨气，以便于后续气体体积的测定，而氨气极易溶于水，直接用水吸收会发生倒吸；
（5）加热过程中，还生成Cu、N₂和H₂O，由上述分析可知有氨气、二氧化硫生成；
（6）根据氮气的体积，结合方程式计算分解的[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的质量，进而计算其分解率；
（7）读数还需要视线与凹液面最低处相平；若某同学按图2所示读数，气体的压强大于大气压，气体被压缩，测定气体的体积偏小．

解答 解：（1）加热中有气体生成，由装置图可知，还进行气体体积的测定，加入药品前需要检验装置气密性，
故答案为：检查装置气密性；
（2）观察到品红溶液褪色，说明分解生成二氧化硫，氢氧化钠溶液吸收二氧化硫生成亚硫酸钠，便于后续气体体积测定，反应离子方程式为：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案为：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；
（3）观察到湿润红色石蕊试纸变蓝，说明分解生成氨气，
故答案为：NH₃；
（4）用水吸收生成氨气，以便于后续气体体积的测定，而氨气极易溶于水，直接用水吸收会发生倒吸，导管伸入四氯化碳中，氨气不被四氯化碳吸收，可以防止倒吸，
故答案为：防止倒吸；
（5）加热过程中，还生成Cu、N₂和H₂O，由上述分析可知有氨气、二氧化硫生成，[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂分解的化学方程式为：3[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+8NH₃↑+2N₂↑+3SO₂↑+9H₂O，
故答案为：3[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+8NH₃↑+2N₂↑+3SO₂↑+9H₂O；
（6）设分解的[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的质量为m，则：
3[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+8NH₃↑+2N₂↑+3SO₂↑+9H₂O
3×246g                                                  2×22.4L
m                                                          b×10^-3L
所以m=$\frac{3×246g×b×10{\;}^{-3}L}{2×22.4L}$=$\frac{3×246×b×10{\;}^{-3}}{2×22.4}$g
[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的分解率表达式为$\frac{\frac{3×246×b×10{\;}^{-3}}{2×22.4}}{a}$×100%=$\frac{3×246×b×10{\;}^{-3}}{2×22.4×a}$×100%，
故答案为：$\frac{3×246×b×10{\;}^{-3}}{2×22.4×a}$×100%；
（7）读数还需要视线与凹液面最低处相平；
若某同学按图2所示读数，气体的压强大于大气压，气体被压缩，测定气体的体积偏小，计算分解的[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的质量偏小，故[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的分解率偏低，
故答案为：视线与凹液面最低处相平；偏低．

点评 本题考查验证型实验方案、分解率有关计算、元素化合物性质、对原理与装置的分析评价、误差分析、化学实验基本操作等，是对化学实验的综合考查，关键是理解各装置作用，较好的考查学生实验能力、分析解决问题的能力．