Question

无水硫酸铜在加热至650℃时开始分解生成氧化铜和气体．某活动小组通过实验，探究不同温度下气体产物的组成．实验装置如下：

每次实验后均测定B、C质量的改变和E中收集到气体的体积．实验数据如下（E中气体体积已折算至标准状况）：

实验组别	温度	称取CuSO4质量/g	B增重质量/g	C增重质量/g	E中收集到气体/mL
①	T1	0.640	0.320	0	0
②	T2	0.640	0	0.256	V2
③	T3	0.640	0.160	Y3	22.4
④	T4	0.640	X4	0.192	33.6

（1）实验过程中A中的现象是

 

．D中无水氯化钙的作用是

 

．
（2）在测量E中气体体积时，应注意先

 

，然后调节水准管与量气管的液面相平，若水准管内液面高于量气管，测得气体体积

 

（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（3）实验①中B中吸收的气体是

 

．实验②中E中收集到的气体是

 

．
（4）推测实验②中CuSO₄分解反应方程式为：

 

．
（5）根据表中数据分析，实验③中理论上C增加的质量Y₃=

 

g．
（6）结合平衡移动原理，比较T₃和T₄温度的高低并说明理由

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）根据无水硫酸铜在加热至650℃时开始分解生成氧化铜和气体分析A中的现象，根据碱石灰和无水氯化钙的作用分析；
（2）气体温度较高，气体体积偏大，应注意先冷却至室温，若水准管内液面高于量气管，说明内部气压大于外界大气压，测得气体体积偏小；
（3）实验中B中浓硫酸的作用是吸收三氧化硫气体，C的作用是吸收二氧化硫，E的作用是收集到氧气；
（4）0.64g硫酸铜的物质的量为

0.64g

160g/mol

=0.004mol，分解生成氧化铜的质量为：0.004mol×80g/mol=0.32g；SO₂的质量为：0.256g，物质的量为：

0.256g

64g/mol

=0.004mol，氧气的质量为：0.64-0.32-0.256=0.064g，物质的量为：

0.064g

32g/mol

=0.002mol，CuSO₄、CuO、SO₂、O₂的物质的量之比等于2：2：2；1，则实验②中CuSO₄分解反应方程式为2CuSO₄

△   .

2CuO+2SO₂↑+O₂↑；                            
（5）0.64g硫酸铜的物质的量为

0.64g

160g/mol

=0.004mol，分解生成氧化铜的质量为：0.004mol×80g/mol=0.32g；SO₃的质量为：0.16g，氧气的质量为：

0.0224

22.4

×32=0.032g，根据质量守恒实验③中理论上C增加的质量Y₃=0.64-0.32-0.16-0.032=0.128g；
（6）根据表中实验③④的数据可知，T₄温度生成氧气更多，因为SO₃分解为SO₂和O₂是吸热反应，温度高有利于生成更多的O₂．

解答： 解：（1）因为无水硫酸铜在加热至650℃时开始分解生成氧化铜和气体，故实验过程中A中的现象是白色固体变黑，因为碱石灰能够吸水，D中无水氯化钙的作用是 吸收水蒸气，防止装置E中的水进入装置C，影响C的质量变化，故答案为：白色固体变黑；吸收水蒸气，防止影响C的质量变化；
（2）加热条件下，气体温度较高，在测量E中气体体积时，应注意先冷却至室温，若水准管内液面高于量气管，说明内部气压大于外界大气压，测得气体体积偏小，故答案为：冷却至室温  偏小；
（3）实验中B中浓硫酸的作用是吸收三氧化硫气体，C的作用是吸收二氧化硫，E的作用是收集到氧气，故答案为：SO₃；O₂；
（4）0.64g硫酸铜的物质的量为

0.64g

160g/mol

=0.004mol，分解生成氧化铜的质量为：0.004mol×80g/mol=0.32g；SO₂的质量为：0.256g，物质的量为：

0.256g

64g/mol

=0.004mol，氧气的质量为：0.64-0.32-0.256=0.064g，物质的量为：

0.064g

32g/mol

=0.002mol，CuSO₄、CuO、SO₂、O₂的物质的量之比等于2：2：2；1，则实验②中CuSO₄分解反应方程式为2CuSO₄

△   .

2CuO+2SO₂↑+O₂↑，故答案为：2CuSO₄

△   .

2CuO+2SO₂↑+O₂↑；                            
（5）0.64g硫酸铜的物质的量为

0.64g

160g/mol

=0.004mol，分解生成氧化铜的质量为：0.004mol×80g/mol=0.32g；SO₃的质量为：0.16g，氧气的质量为：

0.0224

22.4

×32=0.032g，实验③中理论上C增加的质量Y₃=0.64-0.32-0.16-0.032=0.128g．故答案为：0.128；
（6）根据表中实验③④的数据可知，T₄温度生成氧气更多，因为SO₃分解为SO₂和O₂是吸热反应，温度高有利于生成更多的O₂，故T₄温度更高，故答案为：T₄温度更高，因为SO₃分解为SO₂和O₂是吸热反应，温度高有利于生成更多的O₂．

点评：本题考查物质的组成和实验数据的处理，做题时注意把握实验基础知识，充分利用有关数据进行计算，本题具有一定难度．