题目内容

【题目】无水硫酸铜在加热条件下能发生分解反应,生成氧化铜、二氧化硫、三氧化硫和氧气。某学生试图用如图所示装置来确定该化学反应中各物质的计量关系。

试回答:

(1)加热过程中,试管A中发生的实验现象可能有___。

(2)装置E和F的作用是___;

(3)该学生使用装置B的本意是除去混合气体中的三氧化硫以提纯氧气,他的做法正确吗?为什么?___。

(4)另一学生将9.6g无水硫酸铜充分加热使其完全分解后,用正确的实验方法除去了生成物中的二氧化硫和三氧化硫,最后测出氧气的体积为448mL(标准状况)。据此可计算出二氧化硫为___mol,三氧化硫为___mol。

(5)由上述实验数据可知无水硫酸铜受热分解的化学方程式:___。

(6)上述装置可以简化而不影响实验效果。请你提出一个简化方案,达到使装置最简单而不影响实验效果的目的:___。

【答案】白色固体变黑 测出产生O2的体积 不正确,O2能被NaHSO3溶液吸收 0.04 0.02 3CuSO43CuO+SO3↑+2SO2↑+O2↑ 去掉BC,仅O2进入E中可计算

【解析】

(1)无水硫酸铜在加热条件下能发生分解反应,生成氧化铜、二氧化硫、三氧化硫和氧气,氧化铜为黑色;

(2)EF是排水量气法测量气体体积,依据装置试剂作用分析判断最后测量的是氧气的体积;

(3)装置连接中A受热分解生成的气体含有氧气,通过亚硫酸氢钠溶液会被还原吸收引起误差;

(4)依据反应生成的二氧化硫和氧气之间存在电子守恒,计算二氧化硫物质的量,依据硫酸铜质量换算物质的量,结合硫元素守恒计算三氧化硫物质的量;

(5)依据(4)计算得到生成物的物质的量,然后写出化学方程式;

(6)结合电子守恒和原子守恒可知,只要知道O2的物质的量,即可计算SO2和SO3的物质的量,据此分析调整装置。

(1)无水硫酸铜在加热条件下能发生分解反应,生成氧化铜、二氧化硫、三氧化硫和氧气,无水硫酸铜是白色固体,氧化铜为黑色;

(2)EF是排水量气装置,难溶于水的气体体积可以利用排水量气装置测定体积,装置A生成的气体通过亚硫酸氢钠溶液吸收氧气;吸收三氧化硫生成二氧化硫,浓硫酸吸收三氧化硫和水蒸气;通过碱石灰吸收二氧化硫,则最后测定的是氧气的体积;

(3)使用装置B的本意是除去混合气体中的三氧化硫以提纯氧气,但气体通过饱和亚硫酸氢钠溶液中,氧气会被还原吸收;

(4)依据反应生成的二氧化硫和氧气之间存在电子守恒,计算二氧化硫物质的量,氧气448mL(标准状况)物质的量为0.02mol,电子转移0.08mol,CuSO4~SO2~2e-;计算得到二氧化硫物质的量为0.04mol,依据硫酸铜质量换算物质的量==0.06mol,结合硫元素守恒计算三氧化硫物质的量为0.06mol-0.04mol=0.02mol;

(5)依据(4)计算得到生成物的物质的量写出化学方程式为3CuSO43CuO+SO3↑+2SO2↑+O2↑;

(6)由计算(4)中分析可知,只要知道O2的物质的量,即可计算SO2和SO3的物质的量,则简化方案是去掉BC,仅O2进入E中,即可根据收集的氧气计算。

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