Question

硫酸铜在加热条件下发生分解反应，生成氧化铜、二氧化硫、三氧化硫和氧气。请用给出的仪器、药品（如图6-13所示）设计一个实验，测定硫酸铜在加热分解时产生的氧气、二氧化硫、三氧化硫与参加反应的硫酸铜的物质的量的关系，并确定在该条件下硫酸铜分解反应的化学方程式。?

图6-13

实验测得数据和有关结果如下：①准确称量4.80 g无水硫酸铜；②测出量筒中水的体积（折算成标准状况下气体的体积）为224 mL；③干燥管在实验后质量增加2.56 g；④实验结束时装置F中的溶液变为Na₂SO₄溶液（不含其他杂质）。请完成下列各题：?

（1）硫酸铜加热分解产生的混合气体首先通过       （填序号），发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　。?

（2）若气流方向从左向右，分解后混合气体依次通过装置的顺序为       （填进出口序号）。

（3）装置D的作用是　　　　　　　　　　；装置C的作用是　　　　　　　　　  　　。

（4）根据测得的数据，确定该条件下硫酸铜分解反应的化学方程式：　　　　　　　　　　。

Answer 1

（1）F　SO₃+2NaHSO₄Na₂SO₄+2SO₂+H₂O?

(2)1—10—9—6—5—3—4—8—7—2?

(3)干燥SO₂和O₂　保证后面碱石灰吸收的是SO₂?

（4）3CuSO₄3CuO+2SO₂↑+SO₃↑+O₂↑?

解析：由于CuSO₄加热分解产生3种气体，为了确定分解反应方程式，必须知道3种气体各自的物质的量。由于SO₃、SO₂是极易或易溶于水的气体，故最终采用气体排水量气的只能是O₂。干燥管实验质量增加是吸收的SO₂（水已被浓H₂SO₄吸收），但需注意SO₃与NaHSO₃溶液反应时又产生了SO₂。?

n(CuSO₄)==0.03 mol?

n(总SO₂)==0.04 mol?

(0.04-0.03) mol=0.01 mol?

  SO₃+2NaHSO₃Na₂SO₄+2SO₂+H₂O　Δn(g)?

1 mol　　　                          　2 mol           1 mol?

0.1 mol　　                        0.02 mol         0.01 mol?

n(原SO₂)=n（总SO₂）-n(生SO₂)=0.04 mol-0.02 mol=0.02 mol?

n(O₂)==0.01 mol?

故n(SO₃)∶n(SO₂)∶n(O₂)∶n(CuSO₄)=0.01∶0.02∶0.01∶0.03=1∶2∶1∶3