题目内容
I．下列是四组同学用铜制取硫酸铜晶体的方案：甲组：将铜粉投入盛有稀硫酸的容器中，无反应．向容器底部缓缓鼓入氧气，溶液慢慢变蓝色，若在溶液中放置些铂丝，反应速率明显加快．
乙组：Cu
CuO
CuSO4 丙组：Cu
Cu（NO3）2
Cu（OH）2
CuSO4丁组：Cu
CuSO4（1）甲组实验用一个化学反应方程式表示： ；使反应变快的可能原因是 ；从该反应器溶液（含有少量H2SO4以抑制水解）中取得产品的实验操作步骤应为 、 、过滤并洗涤晶体，取得产品后的残留物质可循环使用．
（2）可持续发展的原则要求化工生产①原理科学；②能量消耗低；③原料利用率高；④无污染．则在四组方案中， 组方案最好．
II．另一化学兴趣小组从化学手册上查得硫酸铜500℃以上按照下式分解：CuSO4
CuO+SO2↑+SO3↑+O2↑为此他们设计了如图所示实验装置测定有关数据，并经计算确定该条件下CuSO4分解反应方程式中各物质的化学计量数．
实验测得数据及有关结果如下；
①准确称取4.80g无水CuSO4；②实验结束时干燥管D总质量增加1.92g；③测得量筒F中水的体积，得出气体在标准状况下的体积为224.0mL．试回答下列问题：
（3）装置B的作用是 ．
（4）装置C的作用是 ．
（5）为减少测量气体体积引起的误差，应注意的事项有：
①装置内气体的温度应恢复到室温，②调节量筒使其液面与E装置中的液面持平，③
（6）通过计算，推断出该条件下反应的化学方程式 ．
（2）根据可持续发展的原则判断；
II．（3）加热硫酸铜生成三氧化硫和氧气、二氧化硫、和氧化铜，硫酸能和亚硫酸氢钠反应生成二氧化硫；
（4）浓硫酸具有吸水性，能干燥酸性或中性气体；
（5）根据水面的特点明确量筒中液体体积的读数方法；
（6）通过计算确定生成物之间的物质的量关系，再根据原子守恒确定反应方程式．
解答：解：I．（1）将铜粉投入盛有稀硫酸的容器中，无反应．向容器底部缓缓鼓入氧气，溶液慢慢变蓝色，说明溶液中含有硫酸铜，即铜和氧气、硫酸反应生成硫酸铜和水，反应方程式为2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O；铜、铂丝和氧气、稀硫酸构成原电池，加快了化学反应速率，负极上铜失电子，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水；从溶液中制取晶体的方法是采用蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤的方法，
故答案为：2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O；形成了原电池；加热蒸发；冷却结晶；
（2）乙和氧气反应需要加热，消耗能量；
丙中铜和硝酸银反应制取硝酸铜，硝酸银的价格较高，所以耗资大；
丁中铜和浓硫酸反应需要 加热消耗能量高，且反应过程中生成的二氧化硫有毒，有污染；
故答案为：甲；
Ⅱ、（3）加热硫酸铜生成氧化铜、三氧化硫、二氧化硫和氧气，三氧化硫易溶于水生成硫酸，硫酸能和亚硫酸氢钠反应生成二氧化硫，所以亚硫酸氢钠的作用是吸收SO3，放出等物质的量的SO2，
故答案为：吸收SO3，放出等物质的量的SO2；
（4）气体通过B装置后还剩二氧化硫和氧气、水蒸气，水蒸气能影响实验的测定，所以必须通过干燥剂吸收水分，所以浓硫酸的作用是：吸收水分干燥SO2和O2，
故答案为：吸收水分干燥SO2和O2；
（5）量筒中液面是凹液面，所以读量筒中液体体积时，视线与液体的凹液面相平，否则会造成误差，
故答案为：读量筒中液体体积时，视线与液体的凹液面相平；
（6）干燥管D吸收的物质是二氧化硫，二氧化硫包括解热硫酸铜生成的二氧化硫和三氧化硫和水、亚硫酸氢钠反应生成的二氧化硫，二氧化硫的物质的量是
，根据三氧化硫和亚硫酸氢钠之间的关系式知，三氧化硫和亚硫酸氢钠反应生成的二氧化硫和三氧化硫的物质的量相等，所以三氧化硫和原生成的二氧化硫的物质的量之和是0.03mol；测得量筒F中水的体积，得出气体在标准状况下的体积为224.0mL，该气体是氧气，其物质的量是
，根据氧化还原反应中得失电子数相等知，原生成的二氧化硫的物质的量=
=0.02mol，所以生成的三氧化硫的物质的量是0.01mol；4.80g无水CuSO4的物质的量=
=0.03mol，根据铜原子守恒知，生成氧化铜的物质的量是0.03mol，所以n（CuSO4）：n（CuO）：n（SO2）：n（SO3）：n（O2）=0.03mol：0.03mol：0.02mol：0.01mol：0.01mol=3：3：2：1：1，所以其分解方程式为3CuSO4
3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑，故答案为：3CuSO4
3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑．点评：本实验题综合性较强，考查了电化学知识、硫酸铜的制备、环境知识、实验基本操作等，难度较大，难点是确定硫酸铜的分解方程式的书写，注意碱石灰吸收的二氧化硫有部分是硫酸铜分解生成的、部分是三氧化硫和水、亚硫酸氢钠反应生成的二氧化硫，否则会导致计算错误．
金博士一点全通系列答案
A、B、C、D分别代表四种不同的元素。A原子的最外层电子排布为ns1，B原子的价电子排布为ns2np2，C原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，D原子的L电子层的p轨道有3个电子。
（1）C原子的电子排布式为 ?? ，若A原子的最外层电子排布为1s1，则按原子轨道的重迭方式判断，A与C形成的化合物中的共价键类型属于 ?? ，A与C所形成的化合物的熔沸点明显高于A与C的同主族元素所形成的化合物的熔沸点，其原因是 ?? 。
（2）当n=2时，B原子的结构示意图为 ?? ，B与C形成的晶体属于 晶体。当n=3时，B与C形成的晶体中，B原子的杂化方式为 ?? ，该晶体中最小的环共有 ?? 个微粒构成，微粒间的作用力是 ?? 。
（3）若A原子的最外层电子排布为4s1，B原子的价电排布为3s23p2，A在元素周期表中的位置是 ?? ，A、B、C、D四种元素的第一电离能由大到小的顺序是
?? （用元素符号表示）。
B．（实验化学，12分）某化学研究性学习小组进行了一系列“带火星的木炭复燃”的实验，实验装置如下图所示。
（1）甲组同学探究“使带火星木炭复燃时O2的体积分数的极限”。将氧气和空气（假定空气中O2的体积分数为20%）按不同的体积比混合得100mL气体A进行实验，实验记录如下：
| 编号 | I | II | III | IV | V |
| V(O2)/mL | 60 | 40 | 20 | 12 | 10 |
| V(空气)/mL | 40 | 60 | 80 | 88 | 90 |
| 现象 | 木炭复燃 | 木炭复燃 | 木炭复燃 | 木炭有时燃烧，有时不燃烧 | 木炭 不复燃 |
回答下列问题：
①使带火星木炭复燃的O2的体积分数最小约为 ?? 。
②用带火星木炭检验集气瓶里是否集满O2，若木炭复燃，能否认为集气瓶里的气体一定是纯净的O2？答： ?? （填“能”或“否”）。
③若按照3∶2的比例混合O2和CO2气体，该混合气体能否使带火星的木炭复燃？
答： ?? （“能”、“否”或“不一定”）。
（2）乙组同学探究“NO2能否支持燃烧”的问题，设计了如下几组实验，实验记录及结论如下：
| 编号 | 制取气体A（下列反应产生的混合气体） | B中的现象 | 结论 |
| a | 在烧瓶中加热适量浓HNO3 4HNO3 △ 4NO2↑+O2↑+2H2O↑ | 充满红棕色气体，木炭不复燃，火星熄灭 | NO2不支持燃烧 |
| b | 加热AgNO3固体 2AgNO3 △ 2NO2↑+O2↑+2Ag | 充满红棕色气体，木炭复燃 | NO2支持燃烧 |
| c | 加热Cu(NO3)2固体 2Cu(NO3)2 △ 4NO2↑+O2↑+2CuO | 充满红棕色气体，木炭复燃 | NO2支持燃烧 |
你认为a、b、c三个结论是否可靠？说出你的理由。
a． ?? ，原因是 ?? 。
b． ?? ，原因是 ?? 。
c． ?? ，原因是 ?? 。
乙组： Cu CuO CuSO4
丙组： Cu Cu(NO3)2 Cu(OH)2 CuSO4
丁组： Cu CuSO4
CuO+SO2↑+SO3↑+O2↑
为此他们设计了如下图所示实验装置测定有关数据，并经计算确定该条件下CuSO4分解反应方程式中各物质的化学计量数。