Question

11．CuSO₄在一定条件下发生如下分解：CuSO₄═CuO+SO₂+SO₃+O₂，有人设计通过实验测定反应产生的SO₂，SO₃，O₂的物质的量的方法，并经计算确定该条件下分解反应式各物质的系数．实验可能需要的仪器如图所示：
实验测得数据及有关结果如下：
①准确称量无水硫酸铜6.0g．
②测出量筒中水的体积后，折算成排水之气体在标准状况下的体积为280mL．
③干燥管质量在实验结束时增加2.4g．
④实验结束时，装置F中的溶液变为NaHSO4溶液（不含其他溶质）
请回答以下问题：
（1）按装置从左至右的方向，各仪器接口连接顺序为．
（2）装置F的作用是吸收SO₃，放出等物质的量的SO₂．
（3）装置D的作用是干燥SO₂和O₂．
（4）确定装置E的进、出口的原则是保证气体将瓶中水压出，进入量筒．
（5）首先应计算的物质是O₂．通过计算推断，该条件下反应的化学方程式为3CuSO₄═3CuO+2SO₂↑+O₂+SO₃↑．
（6）该实验设计中，可能给测定带来的误差最大的装置是BE．

Answer 1

分析 （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）亚硫酸氢钠能与三氧化硫反应生成二氧化硫；
（3）浓硫酸能干燥气体；
（4）E是排水法收集氧气；
（5）根据量筒B中水的体积可计算出氧气的物质的量；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；
（6）装置B、E液面差不同读数引起误差．

解答 解：（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）亚硫酸氢钠能与三氧化硫反应生成等物质的量的SO₂，故答案为：吸收SO₃，放出等物质的量的SO₂；
（3）浓硫酸能干燥SO₂和O₂，故答案为：干燥SO₂和O₂；
（4）E是排水法收集氧气，要保证气体将瓶中水压出，进入量筒，故答案为：保证气体将瓶中水压出，进入量筒；
（5）干燥管C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$\frac{2.4g}{64g/mol}$=0.0375mol，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0.0375mol；测得量筒B中水的体积，得出气体在标准状况下的体积为280mL，该气体是氧气，其物质的量是$\frac{0.28L}{22.4L/mol}$=0.0125mol，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=$\frac{0.0125mol×4}{2}$=0.025mol，所以生成的三氧化硫的物质的量是0.0375mol-0.025mol=0.0125mol；6g无水CuSO₄的物质的量=$\frac{6g}{160g/mol}$=0.0375mol，根据铜原子守恒知，生成氧化铜的物质的量是0.0375mol，所以n（CuSO₄）：n（CuO）：n（SO₂）：n（SO₃）：n（O₂）=0.0375mol：0.0375mol：0.025mol：0.0125mol：0.0125mol=3：3：2：1：1，所以其分解方程式为3CuSO₄3CuO+2SO₂↑+O₂+SO₃↑，故答案为：O₂；3CuSO₄3CuO+2SO₂↑+O₂+SO₃↑；
（6）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：BE．

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．