Question

一化學(xué)興趣小組從化學(xué)手冊上查得硫酸銅500℃在以上按照下式分解：CuSO₄

△

CuO+SO₂↑+SO₃+O₂↑，便決定設(shè)計試驗測定反應(yīng)生成的SO₂，SO₃和O₂的物質(zhì)的量，并經(jīng)計算確定該條件下CuSO₄分解反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)．試驗可能用到的儀器如下圖所示．試驗測得數(shù)據(jù)及有關(guān)結(jié)果如下；
①準(zhǔn)確稱取6.0g無水CuSO₄；②在試驗結(jié)束時干燥管總質(zhì)量增加2.4g；③測得量筒中水的體積，得出氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為280．mL；試驗結(jié)束時，裝置F中的溶液只含NaHSO₄和NaHSO₃
按裝置從左到右的方向，各儀器接口連結(jié)順序為：①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②

試回答下列問題：
（1）裝置F的作用是

 

．
（2）裝置D的作用是

 

．
（3）為減少測量氣體體積引起的誤差，應(yīng)注意的事項有：
①裝置內(nèi)氣體的溫度應(yīng)恢復(fù)到室溫．②

 

，③

 

．
（4）通過計算，推斷出該條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）加熱硫酸銅生成三氧化硫和氧氣、二氧化硫、和氧化銅，硫酸能和亞硫酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化硫；
（2）濃硫酸具有吸水性，能干燥酸性或中性氣體；
（3）根據(jù)水面的特點明確量筒中液體體積的讀數(shù)方法；
（4）通過計算確定生成物之間的物質(zhì)的量關(guān)系，再根據(jù)原子守恒確定反應(yīng)方程式．

解答： 解：（1）加熱硫酸銅生成氧化銅、三氧化硫、二氧化硫和氧氣，三氧化硫易溶于水生成硫酸，硫酸能和亞硫酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化硫，所以亞硫酸氫鈉的作用是吸收SO₃，放出等物質(zhì)的量的SO₂，
故答案為：吸收SO₃，放出等物質(zhì)的量的SO₂；
（2）氣體通過D裝置后還剩二氧化硫和氧氣、水蒸氣，水蒸氣能影響實驗的測定，所以必須通過干燥劑吸收水分，所以濃硫酸的作用是：吸收水分，干燥SO₂和O₂，
故答案為：吸收水分，干燥SO₂和O₂；
（3）測定氣體體積時，應(yīng)裝置內(nèi)氣體的溫度應(yīng)恢復(fù)到室溫，調(diào)節(jié)量筒使其液面與E裝置中的液面持平，由于量筒中液面是凹液面，所以讀量筒中液體體積時，視線與液體的凹液面相平，否則會造成誤差，
故答案為：②調(diào)節(jié)量筒使其液面與E裝置中的液面持平；③讀量筒中液體體積時，視線與液體的凹液面相平；
（4）干燥管C吸收的物質(zhì)是二氧化硫，二氧化硫包括解熱硫酸銅生成的二氧化硫和三氧化硫和水、亞硫酸氫鈉反應(yīng)生成的二氧化硫，二氧化硫的物質(zhì)的量是

2.4g

64g/mol

=0.0375mol，根據(jù)三氧化硫和亞硫酸氫鈉之間的關(guān)系式知，三氧化硫和亞硫酸氫鈉反應(yīng)生成的二氧化硫和三氧化硫的物質(zhì)的量相等，所以三氧化硫和原生成的二氧化硫的物質(zhì)的量之和是0.0375mol；測得量筒B中水的體積，得出氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為280mL，該氣體是氧氣，其物質(zhì)的量是

0.28L

22.4L/mol

=0.0125mol，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等知，原生成的二氧化硫的物質(zhì)的量=

0.0125mol×4

2

=0.025mol，所以生成的三氧化硫的物質(zhì)的量是0.0375mol-0.025mol=0.0125mol；6g無水CuSO₄的物質(zhì)的量=

6g

160g/mol

=0.0375mol，根據(jù)銅原子守恒知，生成氧化銅的物質(zhì)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，所以其分解方程式為3CuSO₄

△   .

3CuO+2SO₂↑+SO₃↑+O₂↑，
故答案為：3CuSO₄

△   .

3CuO+2SO₂↑+SO₃↑+O₂↑．

點評：本題考查了硫酸銅的制備、環(huán)境知識、實驗基本操作等，難度較大，難點是確定硫酸銅的分解方程式的書寫，注意堿石灰吸收的二氧化硫有部分是硫酸銅分解生成的、部分是三氧化硫和水、亞硫酸氫鈉反應(yīng)生成的二氧化硫，否則會導(dǎo)致計算錯誤．