Question

【题目】某学习小组设计实验探究CuSO4分解产物

Ⅰ．甲同学选择下列装置设计实验探究硫酸铜分解的气态产物SO3、SO2和O2，并验证SO2的还原性。

回答下列有关问题

(1)上述装置按气流从左至右排序为A、D、___________E、F（填代号）。

(2)装置D的作用是______________________；能证明有SO3生成的实验现象是______________________。

(3)在实验过程中C装置中红色溶液逐渐变为无色溶液，说明A中分解产物有___________；待C中有明显现象后，F开始收集气体，F装置中集气瓶收集到了少量气体，该气体是___________（填化学式）。

(4)为了验证SO2的还原性，取E装置中反应后的溶液于试管中，设计如下实验：

a.滴加少量的NH4SCN溶液 b.滴加少量的K3[Fe(CN)6]溶液

c.滴加酸性KMnO4溶液 d.滴加盐酸酸化的BaCl2溶液

其中，方案合理的有___________（填代号），写出E装置中可能发生反应的离子方程式：________________。

Ⅱ．乙同学利用A中残留固体验证固体产物（假设硫酸铜已完全分解）查阅资料知，铜有+2、+1价，且分解产物中不含0价的铜。Cu2O在酸性条件下不稳定，发生反应：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。

(5)为了验证固体产物中是否有Cu2O，设计了下列4种方案，其中能达到实验目的的是___________。

甲：取少量残留固体于试管，滴加足量的稀硝酸，观察溶液颜色是否变为蓝色

乙：取少量残留固体于试管，滴加足量的稀硫酸，观察溶液颜色是否变为蓝色

丙：取少量残留固体于试管，滴加足量的稀盐酸，观察是否有红色固体生成

丁：取少量残留固体于试管，通入氢气，加热，观察是否生成红色固体

(6)经检验CuSO4分解生成CuO、Cu2O、SO3、SO2和O2，且CuO、Cu2O的质量之比为5：9，SO2、O2、SO3的体积之比（同温同压下测定）为4：3：2。写出CuSO4分解的化学方程式：______________。

Answer 1

【答案】B、C 防倒吸（或作安全瓶） B装置中产生白色沉淀 SO2 O2 bd 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+ 丙 6CuSO42CuO+2Cu2O+2SO3↑+4SO2↑+3O2↑

【解析】

根据题意：A装置加热分解硫酸铜，分解的气态产物SO3、SO2和O2，SO2和O2和氯化钡溶液不反应，SO3与氯化钡反应生成白色沉淀，可检验SO3，SO2由品红溶液检验，氯化铁溶液验证SO2的还原性，为防止发生倒吸，A之后连接D装置，连接B的氯化钡溶液检验SO3，产生白色沉淀，用C中品红溶液检验SO2，品红溶液褪色，由E的氯化铁溶液验证SO2的还原性，发生反应：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+，F用排水法收集氧气，取E装置中反应后的溶液于试管中，通过检验生成Fe2+、SO42-验证SO2的还原性，用A中残留固体验证固体产物可能为CuO、Cu2O，根据反应Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，如果含有Cu2O，酸溶后有红色的铜生成，CuSO4分解生成CuO、Cu2O、SO3、SO2和O2，反应为：6CuSO42CuO+2Cu2O+2SO3↑+4SO2↑+O2↑，据此分析作答。

(1)根据分析，装置为分解装置，防倒吸装置，检验SO3，检验SO2，验证SO2的还原性，收集氧气的装置，故连接顺序为：A、D、B、C、E、F，缺少B、C装置；

(2)装置D的作用是防倒吸；SO3与氯化钡反应生成白色沉淀，B装置中产生白色沉淀证明有SO3生成；

(3)二氧化硫具有漂白性，在实验过程中C装置中红色溶液逐渐变为无色溶液，说明A中分解产物有SO2；氧气不溶于水，F中收集的气体为O2；

(4)E装置中为氯化铁溶液，与二氧化硫发生氧化还原反应：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+，检验生成的Fe2+、SO42-验证SO2的还原性，Fe2+用K3[Fe(CN)6]溶液观察是否有蓝色沉淀的生成检验，SO42-用盐酸酸化的BaCl2溶液是否生成白色沉淀检验，故合理选项是bd；

(5)已知：Cu2O在酸性条件下不稳定，发生反应：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，A中硫酸铜完全分解，则得到CuO或Cu2O，取少量残留固体于试管，滴加足量的稀盐酸，观察是否有红色固体生成可以验证固体产物中是否有Cu2O；故合理选项是丙；

(6)CuSO4分解生成CuO、Cu2O、SO3、SO2和O2，且CuO、Cu2O的质量之比为5：9，设CuO、Cu2O的物质的量分解为a、b，有80a：144b=5：9，解得a：b=1：1，SO2、O2、SO3的体积之比(同温同压下测定)为4：3：2，则SO2、O2、SO3的物质的量为4：3：2，故CuSO4分解的化学方程式为：6CuSO42CuO+2Cu2O+2SO3↑+4SO2↑+O2↑。