Question

某化學課外活動小組，從化學手冊上查得硫酸銅在500℃以上按下式分解，便決定設計一驗證性實驗探索測定反應產生的SO₂、SO₃和O₂的物質的量，并經計算以此確定該條件下CuSO₄分解反應方程式中各物質的化學計量數。實驗可能用到的儀器如圖所示：

實驗測得數據及有關結果如下：

①準確稱取6.0g無水CuSO₄；②干燥管總質量在實驗結束時增加了2.4g；③測出量筒中水的體積后，折算成排水的氣體在標準狀況下的體積為280mL；④實驗結束時，裝置F中的溶液變為NaHSO₄溶液(不含其他雜質)。

試回答下列問題：

   （1）按裝置從左至右的方向，各儀器接口連接順序為____________________（填序號）。

   （2）裝置F的作用是_______________________________________________________。

   （3）裝置D的作用是_______________________________________________________。

   （4）確定裝置E的進、出口的原則是_____________________________。

   （5）首先應計算的是物質__________的體積；通過計算，推斷出該條件下反應的化學方程式：_______________________________________________________。

   （6）該實驗設計中，可能給測定帶來誤差最大的裝置是（填代號）________________。

Answer 1

（1）①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②  （2分）（2）吸收SO₃放出等物質的量的SO₂  （1分）（3）干燥SO₂ 和O₂  （1分）（4）短進長出  （1分）（5）O₂    （4分）  （6）B、E  （2分）

解析:

（1）由題給CuSO₄受熱分解：CuSO₄→CuO＋SO₃↑＋SO₂↑＋O₂↑化學方程式可知首先應選擇裝置A作為CuSO₄受熱分解裝置，然后將生成氣體混合物SO₃、SO₂和O₂通過裝置F將SO₃轉化為SO₂：NaHSO₃＋SO₃==NaHSO₄＋SO₂，然后通過裝置D，將混合氣體干燥后通過裝置C原有的SO₂和新生成的SO₂均被吸收，故裝置C的增重為兩者之和，最后通過裝置B測出水的體積為O₂的體積，因此裝置連接接口的順序是：①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②。

（2）計算出CuSO₄、CuO、SO₃、SO₂和O₂各組分物質的量然后利用反應物和各生成物物質的量之比等于化學計量數之比完成并配平CuSO₄分解化學反應方程式。

由：CuSO₄→CuO＋SO₂↑＋SO₃↑＋O₂↑知CuSO₄中－2價氧變成O₂失2×2e^－，而＋6價S元素變成SO₂中＋4價硫元素每個S得2e^－，要使得失電子相等生成SO₂物質的量必為O₂物質的量的2倍,故n（SO₂）=0.0125mol×2=0.025mol，則n（SO₃）=0.0375mol－0.025mol=0.0125mol。由質量守恒知n（CuO）=n（CuSO₄）=0.0375mol，故有：n（CuSO₄）:n（CuO）: n（SO₂）: n（SO₃）: n（O₂）=0.0375:0.0375:0.025:0.0125:0.0125=3:3:2:1:1，即可寫出

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