题目内容
（2010?揭阳一模）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，探索测定反应产生的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．实验可能用到的仪器如图所示：
[提出猜想]
Ⅰ．所得气体的成分可能只含
Ⅱ．所得气体的成分可能含有
Ⅲ．所得气体的成分可能含有
[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．请回答下列问题：
（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：
（2）若实验结束，B中量筒没有收集到水，则证明猜想
（3）若实验结束，经测定装置C的总质量增加了，能否肯定气体产物中含有SO2而不含SO3？
请说明理由．答：
（4）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：
请通过计算，推断出第一小组和第二小组的实验条件下CuSO4分解的化学反应方程式：
一组：
二组：
（5）该实验设计中，由于实验操作的原因容易给测定带来最大误差的两个仪器是
[提出猜想]
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
SO3、SO2、O2
SO3、SO2、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．请回答下列问题：
（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：
①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②
①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②
（填序号）（2）若实验结束，B中量筒没有收集到水，则证明猜想
Ⅰ
Ⅰ
正确．（3）若实验结束，经测定装置C的总质量增加了，能否肯定气体产物中含有SO2而不含SO3？
请说明理由．答：
不能，因为SO3与F中的饱和NaHSO3反应会生成等物质的量的SO2
不能，因为SO3与F中的饱和NaHSO3反应会生成等物质的量的SO2
．（4）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） |
装置C增加 的质量（g） |
量筒中水的体积折算成标 准状况下气体的体积（mL） |
| 一 | 6.4 | 2.56 | 298.7 |
| 二 | 6.4 | 2.56 | 448 |
一组：
3CuSO4
3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑
| ||
3CuSO4
3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑
；
| ||
二组：
2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑
| ||
2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑
．
| ||
（5）该实验设计中，由于实验操作的原因容易给测定带来最大误差的两个仪器是
B
B
和E
E
（填代号）．分析：[提出猜想]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；
[实验探究]（1）根据气体的制备和收集按照发生装置→除杂装置→干燥气体→气体吸收装置→排水→测量装置来组装实验仪器，；
（2）B中量筒没有收集到水，则说明反应没有氧气生成；
（3）若实验结束，经测定装置C的总质量增加了，碱石灰可以吸收二氧化硫、三氧化硫，不能肯定气体产物中含有SO2而不含SO3；SO3与F中的饱和NaHSO3反应会生成等物质的量的SO2；
（4）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；
（5）装置B、E液面差不同读数引起误差．
| ||
| ||
[实验探究]（1）根据气体的制备和收集按照发生装置→除杂装置→干燥气体→气体吸收装置→排水→测量装置来组装实验仪器，；
（2）B中量筒没有收集到水，则说明反应没有氧气生成；
（3）若实验结束，经测定装置C的总质量增加了，碱石灰可以吸收二氧化硫、三氧化硫，不能肯定气体产物中含有SO2而不含SO3；SO3与F中的饱和NaHSO3反应会生成等物质的量的SO2；
（4）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；
（5）装置B、E液面差不同读数引起误差．
解答：解：[提出猜想]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，依据氧化还原反应电子守恒，所得气体成分可能为三氧化硫，或二氧化硫和氧气混合气体，二氧化硫、三氧化硫和氧气的混合气体；
故答案为：Ⅰ．SO3 Ⅱ．SO2、O2 Ⅲ．SO3、SO2、O2；
【实验探究】（1）气体的制备和收集按照发生装置→除杂装置→干燥气体→气体吸收装置→排水→测量装置来安装实验仪器，按从左至右的方向，先制备气体，通过亚硫酸氢钠吸收三氧化硫，再通过浓硫酸干燥二氧化硫气体和氧气，通过碱石灰吸收二氧化硫称量计算，最后利用排水量气法测定氧气的体积，各仪器接口连接顺序为：①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②；
故答案为：①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②；
（2）B中量筒没有收集到水，则说明反应没有氧气生成；
故答案为：I；
（3）若实验结束，经测定装置C的总质量增加了，二氧化硫和三氧化硫都是酸性氧化物，碱石灰可以吸收二氧化硫、三氧化硫，SO3与F中的饱和NaHSO3反应会生成等物质的量的SO2；
故答案为：不能，因为SO3与F中的饱和NaHSO3反应会生成等物质的量的SO2；
（4）一组、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）=
=0.013mol；
6.4 g CuSO4的物质的量为0.04 mol，第一组产生O2的物质的量为=0.013 mol，由得失电子守恒知，n（SO2）=2n（O2）=0.026 mol，由C装置增加的质量可知n（SO2）=0.04 mol，故可知分解生成的n（SO3）=0.04 mol-0.02 6mol=0.014 mol（1 mol SO3通入装置F中可产生1 mol SO2），可见第一组反应中有关物质的物质的量之比为 n（CuSO4）：n（CuO）：n（SO2）：n（SO3）：n（O2）=0.04 mol：0.04 mol：0.026 mol：0.014 mol：0.013 mol=3：3：2：1：1，据此写出反应方程式，3CuSO4
3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑；
故答案为：3CuSO4
3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑；
二组、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：3CuSO4
3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑；2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑；
（5）排水量气法测定气体的体积时量筒和广口瓶中液面变化和压强变化对液体体积的读数会产生误差最大，故答案为：B；E．
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| ||
故答案为：Ⅰ．SO3 Ⅱ．SO2、O2 Ⅲ．SO3、SO2、O2；
【实验探究】（1）气体的制备和收集按照发生装置→除杂装置→干燥气体→气体吸收装置→排水→测量装置来安装实验仪器，按从左至右的方向，先制备气体，通过亚硫酸氢钠吸收三氧化硫，再通过浓硫酸干燥二氧化硫气体和氧气，通过碱石灰吸收二氧化硫称量计算，最后利用排水量气法测定氧气的体积，各仪器接口连接顺序为：①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②；
故答案为：①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②；
（2）B中量筒没有收集到水，则说明反应没有氧气生成；
故答案为：I；
（3）若实验结束，经测定装置C的总质量增加了，二氧化硫和三氧化硫都是酸性氧化物，碱石灰可以吸收二氧化硫、三氧化硫，SO3与F中的饱和NaHSO3反应会生成等物质的量的SO2；
故答案为：不能，因为SO3与F中的饱和NaHSO3反应会生成等物质的量的SO2；
（4）一组、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）=
| 298.7×10-3 |
| 22.4 |
6.4 g CuSO4的物质的量为0.04 mol，第一组产生O2的物质的量为=0.013 mol，由得失电子守恒知，n（SO2）=2n（O2）=0.026 mol，由C装置增加的质量可知n（SO2）=0.04 mol，故可知分解生成的n（SO3）=0.04 mol-0.02 6mol=0.014 mol（1 mol SO3通入装置F中可产生1 mol SO2），可见第一组反应中有关物质的物质的量之比为 n（CuSO4）：n（CuO）：n（SO2）：n（SO3）：n（O2）=0.04 mol：0.04 mol：0.026 mol：0.014 mol：0.013 mol=3：3：2：1：1，据此写出反应方程式，3CuSO4
| ||
故答案为：3CuSO4
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二组、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 |
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故答案为：3CuSO4
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（5）排水量气法测定气体的体积时量筒和广口瓶中液面变化和压强变化对液体体积的读数会产生误差最大，故答案为：B；E．
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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