题目内容
（2012?宜春模拟）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．实验用到的仪器如图所示：[提出假设]
Ⅰ．所得气体的成分可能只含
SO3
SO3
一种；Ⅱ．所得气体的成分可能含有
SO2、O2
SO2、O2
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
①③④⑧⑦②
①③④⑧⑦②
（填序号、仪器不重复使用）．（2）实验过程中，仪器C的作用是
吸收SO2、SO3气体
吸收SO2、SO3气体
．[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 |
| ① | 6.4 | 2.56 | 224 |
| ② | 6.4 | 2.56 | 448 |
2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑
| ||
2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑
；若将①小组CuSO4分解时所得气体在一定条件下反应，恢复到反应前的温度和压强时，测得密度是反应前的
| ||
| 10 |
| 9 |
64.0
64.0
（保留一位小数）；指导老师认为利用上述装置测得的仪器C增重量偏小，他的理由可能是C装置前的装置内残余了部分SO2气体．
C装置前的装置内残余了部分SO2气体．
．分析：[提出假设]根据硫酸铜分解可能发生两种情况2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑或 CuSO4
CuO+SO3↑或者两个反应同时发生来判断；
（1）根据气体的制备和收集按照发生装置→气体吸收装置→排水→测量装置来组装实验仪器；
（2）SO2、SO3气体能与碱性物质反应，用碱石灰可吸收SO2、SO3气体；
（3）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；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，然后气体在一定条件下反应：2SO2+O2?2SO3，恢复到反应前的温度和压强时，密度之比等与物质的量的反比求出各自的物质的量，最后求出气体的平均摩尔质量；
根据气体未完全反应，还有剩余．
| ||
| ||
（1）根据气体的制备和收集按照发生装置→气体吸收装置→排水→测量装置来组装实验仪器；
（2）SO2、SO3气体能与碱性物质反应，用碱石灰可吸收SO2、SO3气体；
（3）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；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，然后气体在一定条件下反应：2SO2+O2?2SO3，恢复到反应前的温度和压强时，密度之比等与物质的量的反比求出各自的物质的量，最后求出气体的平均摩尔质量；
根据气体未完全反应，还有剩余．
解答：解：[提出假设]根据硫酸铜分解可能发生两种情况2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑或 CuSO4
CuO+SO3↑或者两个反应同时发生来判断；故答案为：Ⅰ．SO3 Ⅱ．SO2、O2
（1）体的制备和收集按照发生装置→气体吸收装置→排水→测量装置来安装实验仪器，故答案为：①③④⑧⑦②；
（2）SO2、SO3气体能与碱性物质反应，用碱石灰可吸收SO2、SO3气体，故答案为：吸收SO2、SO3气体；
（3）①设6.4g硫酸铜分解生成xmolSO3，ymolSO2，则有
80x+64y=2.56
x+y=
=0.04
解之得：x=0，y=0.04mol，又n（O2）=
=0.02mol，所以二者的物质的量之比为2：1，方程式：2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑，故答案为：2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑，
②设6.4g硫酸铜分解生成xmolSO3，ymolSO2，则有
80x+64y=2.56
x+y=
=0.04
解之得：x=0，y=0.04mol，又n（O2）=
=0.01mol，
2SO2 +O2 ?2SO3
起始（mol） 0.04 0.01 0
反应（mol） 2a a 2a
平衡（mol） 0.04-2a 0.01-a 2a
则有：
=
，解得a=0.005，所得气体的平均摩尔质量为=
=64.0，故答案为：64.0．
根据气体未完全反应，还有剩余，故答案为：C装置前的装置内残余了部分SO2气体．
| ||
| ||
（1）体的制备和收集按照发生装置→气体吸收装置→排水→测量装置来安装实验仪器，故答案为：①③④⑧⑦②；
（2）SO2、SO3气体能与碱性物质反应，用碱石灰可吸收SO2、SO3气体，故答案为：吸收SO2、SO3气体；
（3）①设6.4g硫酸铜分解生成xmolSO3，ymolSO2，则有
80x+64y=2.56
x+y=
| 6.4 |
| 160 |
解之得：x=0，y=0.04mol，又n（O2）=
| 448×10 -3 |
| 22.4 |
| ||
2CuO+2SO2↑+O2↑，故答案为：2CuSO4
| ||
②设6.4g硫酸铜分解生成xmolSO3，ymolSO2，则有
80x+64y=2.56
x+y=
| 6.4 |
| 160 |
解之得：x=0，y=0.04mol，又n（O2）=
| 224×10 -3 |
| 22.4 |
2SO2 +O2 ?2SO3
起始（mol） 0.04 0.01 0
反应（mol） 2a a 2a
平衡（mol） 0.04-2a 0.01-a 2a
则有：
| 0.04+0.01 |
| 0.04-2a+0.01-a+2a |
| 10 |
| 9 |
| 0.04 ×64 +0.01×32 |
| 0.045 |
=64.0，故答案为：64.0．
根据气体未完全反应，还有剩余，故答案为：C装置前的装置内残余了部分SO2气体．
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．
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