问题 实验题

硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体,受热温度不同,该气体成分也不同。气体成分可能含SO2、SO3和O2中的一种、二种或三种.某化学课外活动小组通过设计一探究性实验,测定反应产生的SO2、SO3和O2的物质的量,并经计算确定各物质的化学计量数,从而确定CuSO4分解的化学方程式。实验用到的仪器如右图所示:

【提出假设】

Ⅰ.所得气体的成分可能只含_________一种;

Ⅱ.所得气体的成分可能含有____________________二种;

Ⅲ.所得气体的成分可能含有SO2、SO3、O2三种。

【实验探究】实验操作过程(略)已知实验结束时,硫酸铜完全分解。

(1)请你组装探究实验的装置,按从左至右的方向,各仪器接口连接顺序为①⑨⑩______________(填序号、仪器不重复使用)。

(2)实验过程中,仪器F的作用是                                               。

【验证假设,分析推理】

(3)有两个实验小组进行该实验,由于加热时的温度不同,实验结束后测得相关数据也不同.数据如下:

实验

小组

称取无水CuSO4的质量/g仪器C增加的质量/g量筒中水的体积折算标准状况下气体的体积/mL
6.42.56224
6.42.56448
 

请通过计算,推断出第②小组CuSO4分解的化学反应方程式:                            。

若将①小组CuSO4分解时所得气体在一定条件下反应并达到平衡,恢复到反应前的温度和压强时,测得密度是反应前的,其平衡常数表达式为                                最终所得气体的平均相对分子质量为__________(保留一位小数)

答案

Ⅰ.SO3

Ⅱ.SO2、O2  

(1)⑥⑤③④⑧⑦②

(2)吸收SO3气体并转化为SO2

(3)2CuSO42CuO + 2SO2↑+ O2   K=   66.7

题目分析:I.根据猜想Ⅲ可知,猜想I是所得气体的成分可能只含SO2一种,猜想Ⅱ是所得气体的成分可能含有SO2、O2两种。

(1)根据所给的装置可判断,浓硫酸是用来干燥的,碱石灰是吸收SO2或三氧化硫的,最后通过排水法收集气体氧气,以测量氧气的体积,所以正确的顺序是⑥⑤③④⑧⑦②。

(2)SO2不溶于饱和NaHSO3溶液,而SO3溶于NaHSO3溶液。

(3)①中氧气是0.01mol,转移电子是0.04mol,所以一定生成0.02molSO2。其质量是1.28g,所以三氧化硫的质量是2.88g-1.28g=1.6g,物质的量是0.02mol,所以方程式为4CuSO44CuO+2SO2↑+2SO3↑+O2↑。分解时所得气体在一定条件下反应其平衡常数表达式为K=,恢复到反应前的温度和压强时,测得密度是反应前的,根据密度之比等于平均相对分子质量之比计算。

②中氧气是0.02mol,转移电子是0.08mol,所以一定生成0.04molSO2。其质量是2.56g,所以没有三氧化硫生成,则方程式为2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑。

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