Question

查資料得知有些硫酸鹽在500℃以上開(kāi)始按下式分解：
硫酸鹽

△

金屬氧化物+SO₂↑+SO₃↑+O₂↑，有人猜測(cè)硫酸亞鐵可能也是如此分解，并設(shè)計(jì)一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)．（注：忽略氣體吸收過(guò)程中的熱效應(yīng)）實(shí)驗(yàn)用到的儀器如圖所示：

使用精密實(shí)驗(yàn)儀器，加熱一段時(shí)間后，測(cè)得數(shù)據(jù)及有關(guān)結(jié)果如下：
Ⅰ、準(zhǔn)確稱取6.08g無(wú)水FeSO₄；
Ⅱ、裝置F總質(zhì)量在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)增加了0.16g，且其溶液中只有一種溶質(zhì)；
Ⅲ、測(cè)出量筒中水的體積后，折算成排水的氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為112mL．
試回答下列問(wèn)題：
（1）使用所有儀器，按裝置從左至右的方向，各儀器接口連接順序?yàn)棰佗幄?div id="jdzd5vj" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

③

 

②（填序號(hào)）．
（2）裝置F的作用是

 

．
（3）裝置D的作用是

 

．
（4）通過(guò)計(jì)算，推斷出該條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（5）本題測(cè)量氣體體積時(shí)的注意事項(xiàng)是：①

 

②

 

③待氣體冷卻到室溫時(shí)再讀數(shù)．
（6）若將上面連接中的F裝置去掉，則本實(shí)驗(yàn)是否還能進(jìn)行？

 

．
（若能，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)可能還需要測(cè)量什么數(shù)據(jù)；若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由）

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）猜測(cè)發(fā)生反應(yīng)，硫酸鹽

△

金屬氧化物+SO₂↑+SO₃↑+O₂↑，固體受熱分解連接順序?yàn)樵嚬苤屑訜�，根�?jù)氣體的制備和收集按照發(fā)生裝置→除雜裝置→干燥氣體→氣體吸收裝置→排水→測(cè)量裝置來(lái)組裝實(shí)驗(yàn)儀器；
（2）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；
（3）濃硫酸具有吸水性，能干燥酸性或中性氣體；
（4）1molSO₃與1molSO₂的質(zhì)量差為16g，裝置F總質(zhì)量在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)增加了0.16g，說(shuō)明反應(yīng)生成的SO₃物質(zhì)的量是0.01摩爾；在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣體積為112 mL，即得到氧氣0.005ml；6.08 g無(wú)水FeSO₄的物質(zhì)的量是

6.08g

152g/mol

=0.04mol，利用鐵元素守恒得生成Fe₂O₃的物質(zhì)的量是0.02mol；通過(guò)質(zhì)量守恒即可計(jì)算生成SO₂的物質(zhì)的量是0.03mol；
（5）測(cè)定氣體體積時(shí)，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，視線與液體的凹液面相平；
（6）F裝置去掉，實(shí)驗(yàn)還能進(jìn)行，需要測(cè)定裝置D的增重，得到三氧化硫質(zhì)量．

解答： 解：（1）氣體的制備和收集按照發(fā)生裝置→除雜裝置→干燥氣體→氣體吸收裝置→排水→測(cè)量裝置來(lái)安裝實(shí)驗(yàn)儀器，按從左至右的方向，先制備氣體，通過(guò)亞硫酸氫鈉吸收三氧化硫，再通過(guò)濃硫酸干燥二氧化硫氣體和氧氣，通過(guò)堿石灰吸收二氧化硫稱量計(jì)算，最后利用排水量氣法測(cè)定氧氣的體積，各儀器接口連接順序?yàn)椋孩佗幄猗蔻茛邰堍啖撷冢?br />故答案為：⑥⑤、④⑧⑦；
（2）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；
（3）氣體通過(guò)F裝置后還剩二氧化硫和氧氣、水蒸氣，水蒸氣能影響實(shí)驗(yàn)的測(cè)定，所以必須通過(guò)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：干燥SO₂和O₂；
（4）Ⅰ、準(zhǔn)確稱取6.08g無(wú)水FeSO₄；
Ⅱ、裝置F總質(zhì)量在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)增加了0.16g，且其溶液中只有一種溶質(zhì)，吸收的為；
Ⅲ、測(cè)出量筒中水的體積后，折算成排水的氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為112mL
1molSO₃與1molSO₂的質(zhì)量差為16g，裝置F總質(zhì)量在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)增加了0.16g，說(shuō)明反應(yīng)生成的SO₃物質(zhì)的量是0.01摩爾；在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣體積為112 mL，即得到氧氣0.005ml；6.08 g無(wú)水FeSO₄的物質(zhì)的量是

6.08g

152g/mol

=0.04mol，利用鐵元素守恒得生成Fe₂O₃的物質(zhì)的量是0.02mol；通過(guò)質(zhì)量守恒即可計(jì)算生成SO₂的物質(zhì)的量是0.03mol，反應(yīng)方程式為：8FeSO₄=4Fe₂O₃+6SO₂↑+2SO₃↑+O₂↑；
故答案為：8FeSO₄=4Fe₂O₃+6SO₂↑+2SO₃↑+O₂↑；
（5）測(cè)定氣體體積時(shí)，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(shí)，視線與液體的凹液面相平，否則會(huì)造成誤差，
故答案為：視線要與凹液面最低處保持水平，讀數(shù)時(shí)BE兩儀器內(nèi)液面要相平；
（6）若將上面連接中的F裝置去掉，由于D 中的濃硫酸也能吸收SO3，仍然能完成實(shí)驗(yàn)，還需測(cè)量D裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化值需要測(cè)定裝置D的增重，得到三氧化硫質(zhì)量；
故答案為：能，還需測(cè)量D裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化值．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)的組成和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，做題時(shí)注意把握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)，充分利用有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，本題具有一定難度．難點(diǎn)是確定硫酸銅的分解方程式的書(shū)寫(xiě)，注意堿石灰吸收的二氧化硫有部分是硫酸亞鐵分解生成的、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(huì)導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤．