题目内容
无水硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体，受热温度不同生成的气体成分也不同．气体成分可能含SO3、SO2和O2中的一种、两种或三种．某化学课外活动小组设计探究性实验，测定反应产生的SO3、SO2和O2的物质的量，并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．实验用到的仪器如下图所示：
【提出猜想】
猜想I．硫酸铜受热分解所得气体的成分可能只含SO3一种；
猜想Ⅱ．硫酸铜受热分解所得气体的成分可能只含 两种．
猜想Ⅲ．硫酸铜受热分解所得气体的成分可能含有 三种．
【实验探究】
已知实验结束时，硫酸铜完全分解．
（1）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①→⑨→⑩→⑥→⑤→ → → → →②．（填接口序号）
（2）若实验结束时装置B中量筒没有收集到水，则证明猜想 （填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）正确．
（3）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，推断出在第一小组和第二小组的实验条件下CuSO4分解的化学方程式：
第一小组： ；
第二小组： ．
【提出猜想】
猜想I．硫酸铜受热分解所得气体的成分可能只含SO3一种；
猜想Ⅱ．硫酸铜受热分解所得气体的成分可能只含
猜想Ⅲ．硫酸铜受热分解所得气体的成分可能含有
【实验探究】
已知实验结束时，硫酸铜完全分解．
（1）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①→⑨→⑩→⑥→⑤→
（2）若实验结束时装置B中量筒没有收集到水，则证明猜想
（3）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 | 称取硫酸铜的质量（g） | 装置c增加的质量（g） | 量筒中谁的体积折算成标准状况下气体的体积（mL） |
| 一 | 6.4 | 2.56 | 448 |
| 二 | 6.4 | 3.84 | 224 |
第一小组：
第二小组：
考点：性质实验方案的设计,化学方程式的有关计算
专题：实验评价题
分析：【提出猜想】
猜想Ⅱ．如果有氧气生成，则发生的化学反应是氧化还原反应，则生成的另一种气体应该是SO2；
猜想Ⅲ．硫酸铜受热分解所得气体的成分可能含有SO3、SO2、O2；
（1）实验时，根据反应装置、洗气装置、干燥装置、收集装置进行排序；
（2）若实验结束时装置B中量筒没有收集到水，说明生成的气体完全被吸收；
（3）c装置吸收的是SO2，E装置中收集的气体是O2，根据转移电子配平方程式．
猜想Ⅱ．如果有氧气生成，则发生的化学反应是氧化还原反应，则生成的另一种气体应该是SO2；
猜想Ⅲ．硫酸铜受热分解所得气体的成分可能含有SO3、SO2、O2；
（1）实验时，根据反应装置、洗气装置、干燥装置、收集装置进行排序；
（2）若实验结束时装置B中量筒没有收集到水，说明生成的气体完全被吸收；
（3）c装置吸收的是SO2，E装置中收集的气体是O2，根据转移电子配平方程式．
解答：
解：【提出猜想】
猜想Ⅱ．如果有氧气生成，则发生的化学反应中有电子转移，所以是氧化还原反应，则生成的另一种气体应该是SO2，因为硫酸和SO3中S元素化合价相同，所以只能是SO2；
猜想Ⅲ．硫酸铜受热分解所得气体的成分可能含有SO3、SO2、O2，
故答案为：SO2、O2；SO3、SO2、O2；
（1）实验时，根据反应装置、洗气装置、干燥装置、收集装置进行排序，A是制取气体、B是量取生成氧气体积、C是吸收二氧化硫、D是干燥氧气、E是排水法收集氧气、F吸收三氧化硫，
其实验先后顺序是制取气体、除去三氧化硫、吸收水分、吸收二氧化硫、吸收二氧化硫、干燥氧气、收集氧气，所以其排列顺序为①→⑨→⑩→⑥→⑤→③→④→⑧→⑦→②，
故答案为：③；④；⑧；⑦；
（2）若实验结束时装置B中量筒没有收集到水，说明生成的气体完全被吸收，因为生成二氧化硫时一定生成氧气，氧气不能被吸收，所以生成的气体只能是三氧化硫，所以I是正确的，故选I；
（3）c装置吸收的是SO2，E装置中收集的气体是O2，
实验一中n（CuSO4）=
=0.04mol，n（SO2）=
=0.04mol、n（O2）=
=0.02mol，
根据转移电子守恒知，硫酸铜分解生成n（SO2）=
=0.04mol，所以该反应中没有SO3生成，再结合原子守恒配平方程式为2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑；
实验二中n（CuSO4）=
=0.04mol，n（SO2）=
=0.06mol，n（O2）=
=0.01mol，
根据转移电子守恒知，硫酸铜分解生成n（SO2）=
=0.02mol＜0.06mol，所以生成的气体中含有SO3，根据SO3+2NaHSO3=Na2SO4+2SO2+H2O知，生成n（SO3）=
×1=0.02mol，所以n（SO2）：n（SO3）：n（O2）=0.02mol：0.02mol：0.01mol=2：2：1，根据原子守恒配平方程式得4CuSO4
4CuO+2SO2↑+2SO3↑+O2↑，
故答案为：2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑；4CuSO4
4CuO+2SO2↑+2SO3↑+O2↑．
猜想Ⅱ．如果有氧气生成，则发生的化学反应中有电子转移，所以是氧化还原反应，则生成的另一种气体应该是SO2，因为硫酸和SO3中S元素化合价相同，所以只能是SO2；
猜想Ⅲ．硫酸铜受热分解所得气体的成分可能含有SO3、SO2、O2，
故答案为：SO2、O2；SO3、SO2、O2；
（1）实验时，根据反应装置、洗气装置、干燥装置、收集装置进行排序，A是制取气体、B是量取生成氧气体积、C是吸收二氧化硫、D是干燥氧气、E是排水法收集氧气、F吸收三氧化硫，
其实验先后顺序是制取气体、除去三氧化硫、吸收水分、吸收二氧化硫、吸收二氧化硫、干燥氧气、收集氧气，所以其排列顺序为①→⑨→⑩→⑥→⑤→③→④→⑧→⑦→②，
故答案为：③；④；⑧；⑦；
（2）若实验结束时装置B中量筒没有收集到水，说明生成的气体完全被吸收，因为生成二氧化硫时一定生成氧气，氧气不能被吸收，所以生成的气体只能是三氧化硫，所以I是正确的，故选I；
（3）c装置吸收的是SO2，E装置中收集的气体是O2，
实验一中n（CuSO4）=
| 6.4g |
| 160g/mol |
| 2.56g |
| 64g/mol |
| 0.448L |
| 22.4L/mol |
根据转移电子守恒知，硫酸铜分解生成n（SO2）=
| 0.02mol×4 |
| 2 |
| ||
实验二中n（CuSO4）=
| 6.4g |
| 160g/mol |
| 3.84g |
| 64g/mol |
| 0.224L |
| 22.4L/mol |
根据转移电子守恒知，硫酸铜分解生成n（SO2）=
| 0.01mol×4 |
| 2 |
| 0.06mol-0.02mol |
| 2 |
| ||
故答案为：2CuSO4
| ||
| ||
点评：本题考查性质实验方案设计，侧重考查学生实验操作、分析问题、解答问题能力，明确实验原理是解本题关键，知道实验仪器连接顺序，知道各个仪器中试剂的作用，题目难度中等．
练习册系列答案
相关题目
下列物质属于纯净物的是（ ）
| A、空气 |
| B、盐酸 |
| C、洁净的食盐水 |
| D、CuSO4?5H2O |
某兴趣小组的同学共同设置了如图所示的实验装置，既可用于制取气体，又可用于验证物质的性质．请回答下列问题：
某化学课外活动小组拟用Zn和稀H2SO4制取H2还原CuO，实验装置如图．
碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸，转化为氯化铜．在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜．溶解28.4g上述混合物，消耗1mol/L盐酸500mL．灼烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的质量是（ ）
| A、35g |
| B、30 g |
| C、20 g |
| D、15 g |