Question

【题目】某燃料气体成分可能含有和等，某化学兴趣小组的同学对该燃料气体样品的成分进行了如下探究：

（猜想）①该混合气体只含　有 ②该混合气体含有和

③该混合气体只含有和 ④该混合气体只含有和

……

（实验）同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，并进行了实验。提示：每个装置中的药品都足量。白色无水硫酸铜固体遇到水会变蓝色

（1）装置A中无水硫酸铜变蓝，B中澄清石灰水变浑浊，B中发生的化学反应方程式为___________。结论：猜想中不符合的为_______________（填猜想中的序号）。

（2）装置C和D的设计有错误地方，如何改进_______________

（3）实验结束后，同学们一致认为猜想③正确。

其中同学们在装置F中加入了无水硫酸铜，你认为在装置G中所加药品最好为_______________，他们所依据的实验现象分别为：E中_______________，F中_______________，G中___________

（4）实验后，有同学对装置A中所得蓝色固体感兴趣，并对其进行实验探究。

10g 样品受热脱水过程的热重曲线（固体质量随温度变化的曲线）如下图所示。

请回答下列问题：

①试确定时固体物质的化学式__________。（写出解题过程）

②取所得的样品，于下灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化物气体，该反应的化学方程式为____________。

③把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体（）析出，其晶体存在的最高温度是__________________。

Answer 1

【答案】 ① ④ 装置C和D颠倒 装澄清石灰水 E中黑色固体变为红色 F中无水硫酸铜变蓝 G中无明显现象 CuSO4·H2O CuSO4CuO＋SO3↑ 102℃

【解析】

（1）二氧化碳与氢氧化钙反应原理：CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O；A装置无水硫酸铜变蓝，则混合气体中有水，B装置中澄清的石灰水变浑浊，则混合气体中有二氧化碳气体，故选①④；

（2）先用装置D中氢氧化钠除去二氧化碳气体，然后用装置C中的浓硫酸吸收水蒸气；

（3）G装置中加入澄清的石灰水，检验是否有二氧化碳气体产生；E装置中黑色固体变为红色，证明有还原性气体，F装置中无水硫酸铜变为蓝色，则一定有水生成，则混合气体中一定有氢气，G装置中澄清的石灰水物明显现象，则没有二氧化碳气体生成，混合气体中一定没有一氧化碳；

（4）①10g的CuSO4·5H2O样品加热全部脱水剩余的质量为：10g××100%=6.4g，样品在200℃时，剩余固体质量为7.12g，受热脱水的质量为：10g-7.12g=2.88g，10g样品中结晶水的质量为：10g-6.4g=3.6g，受热脱水的质量与结晶水总质量的比==，则受热时，脱去4份结晶水，故化学式：CuSO4·H2O；②当温度大于258℃时，样品全部脱水，只剩余硫酸铜，

在570℃时，硫酸铜受热分解：CuSO4CuO＋SO3↑③黑色粉末是氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜溶液，CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O，硫酸铜溶液经浓缩、冷却，有CuSO4·5H2O析出，该晶体在温度超过102℃时，开始逐渐脱水。