Question

无水硫酸铜在强热下会发生分解反应：
CuSO₄

强热  .

CuO+SO₃↑     2SO₃

△

 2SO₂↑+O₂↑
用如图所示装置（夹持仪器已略去），根据D管在反应前后的质量差计算出分解了的无水硫酸铜的质量．
实验步骤：
①称量反应前D管的质量．
②连接好装置，关闭K，加热硬质玻璃管A一段时间后，停止加热．
③待硬质玻璃管A冷却后，打开K，通入一段时间的已除去二氧化碳等酸性气体的空气．
④再称量D管，得其反应前后的质量差为m．
回答下列问题：
（1）2SO₃（g）

△

 2SO₂（g）+O₂（g）该反应的平衡常数表达式为K=

 

．
（2）B管中除温度明显升高外，还可看到的现象是

 

，而温度明显升高的主要原因是

 

；B管中发生反应的有关离子方程式是

 

．
（3）步骤③中通一段时间已除去二氧化碳等酸性气体的空气的目的是

 

．
（4）按上述方法实验，假设B、C、D对气体的吸收均完全，并忽略空气中CO₂的影响，能否根据m计算出分解了的无水CuSO₄的质量？（任选其一回答）
①如果能，则分解的无水CuSO₄的质量为

 

（用m表示）．
②如果不能，则原因是

 

．为了能测得分解了的无水硫酸铜的质量，你的简单实验方案是

 

．

Answer 1

分析：（1）依据化学平衡常数概念分析书写，用生成物浓度的幂次方乘积除以反应物的幂次方乘积；
（2）硫酸铜受热分解生成产物中含有三氧化硫、二氧化硫和氧气，所以B中会看到白色沉淀生成和气泡冒出；温度升高是三氧化硫溶于水生成硫酸放出的热量，硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀；
（3）利用二氧化碳把三氧化硫、二氧化硫气体全部赶出到后续装置完全吸收分析；
（4）①无水硫酸铜在强热下会发生分解反应：CuSO₄

强热  .

CuO+SO₃↑ 2SO₃

△

2SO₂↑+O₂↑，若全部吸收完全，则D装置增重为二氧化硫的质量，依据化学方程式计算分解的硫酸铜质量；
②如果不能，则原因是SO₃不能完全分解为SO₂和O₂；SO₂会部分溶解在溶液中，为了能测得分解了的无水硫酸铜的质量，可以称量硫酸铜在加热前后的质量变化可以得到分解的硫酸铜质量．

解答：解：（1）2SO₃（g）

△

2SO₂（g）+O₂（g）该反应的平衡常数表达式为K=

c2(SO2)×c(O2)

c2(SO3)

，故答案为：

c2(SO2)×c(O2)

c2(SO3)

；
（2）硫酸铜受热分解生成产物中含有三氧化硫、二氧化硫和氧气，所以B中会看到白色沉淀生成和气泡冒出；温度升高是三氧化硫溶于水生成硫酸放出的热量，硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，反应的离子方程式为SO₃+H₂O+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺或SO₃+H₂O=2H⁺+SO₄^2-和Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，
故答案为：有气泡冒出，产生白色沉淀；SO₃溶于水放热；SO₃+H₂O+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺或SO₃+H₂O=2H⁺+SO₄^2-和Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
（3）利用二氧化碳把三氧化硫、二氧化硫气体全部赶出到后续装置完全吸收分析，目的是使残留在装置中的SO₂、SO₃被充分吸收，
故答案为：使残留在装置中的SO₂、SO₃被充分吸收；
（4）①假设B、C、D对气体的吸收均完全，并忽略空气中CO₂的影响，如果能，则分解的无水CuSO₄的质量可以依据化学方程式计算，无水硫酸铜在强热下会发生分解反应：CuSO₄

强热  .

CuO+SO₃↑ 2SO₃

△

2SO₂↑+O₂↑，2CuSO₄～2SO₂，则分解的硫酸铜质量=

mg

64g/mol

×160g/mol=2.5mg，
故答案为：2.5mg；
②如果不能，则原因是SO₃不能完全分解为SO₂和O₂；SO₂会部分溶解在溶液中，为了能测得分解了的无水硫酸铜的质量，可以称量硫酸铜在加热前后的质量变化可以得到分解的硫酸铜质量，
故答案为：SO₃不能完全分解为SO₂和O₂；SO₂会部分溶解在溶液中；称量装有无水硫酸铜的A管质量，强热一段时间后，冷却后再称量A管质量，根据A管在反应前后的质量差计算出分解了的无水硫酸铜的质量．

点评：本题考查了物质反应产物的实验分析设计，实验测定的步骤分析判断，生成物的性质分析应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．