Question

11．CuSO₄在一定條件下發(fā)生如下分解：CuSO₄═CuO+SO₂+SO₃+O₂，有人設(shè)計(jì)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)產(chǎn)生的SO₂，SO₃，O₂的物質(zhì)的量的方法，并經(jīng)計(jì)算確定該條件下分解反應(yīng)式各物質(zhì)的系數(shù)．實(shí)驗(yàn)可能需要的儀器如圖所示：
實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)及有關(guān)結(jié)果如下：
①準(zhǔn)確稱量無水硫酸銅6.0g．
②測(cè)出量筒中水的體積后，折算成排水之氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為280mL．
③干燥管質(zhì)量在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)增加2.4g．
④實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置F中的溶液變?yōu)镹aHSO4溶液（不含其他溶質(zhì)）
請(qǐng)回答以下問題：
（1）按裝置從左至右的方向，各儀器接口連接順序?yàn)椋?br />（2）裝置F的作用是吸收SO₃，放出等物質(zhì)的量的SO₂．
（3）裝置D的作用是干燥SO₂和O₂．
（4）確定裝置E的進(jìn)、出口的原則是保證氣體將瓶中水壓出，進(jìn)入量筒．
（5）首先應(yīng)計(jì)算的物質(zhì)是O₂．通過計(jì)算推斷，該條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CuSO₄═3CuO+2SO₂↑+O₂+SO₃↑．
（6）該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，可能給測(cè)定帶來的誤差最大的裝置是BE．

Answer 1

分析 （1）根據(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)量裝置來組裝實(shí)驗(yàn)儀器；
（2）亞硫酸氫鈉能與三氧化硫反應(yīng)生成二氧化硫；
（3）濃硫酸能干燥氣體；
（4）E是排水法收集氧氣；
（5）根據(jù)量筒B中水的體積可計(jì)算出氧氣的物質(zhì)的量；通過計(jì)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；
（6）裝置B、E液面差不同讀數(shù)引起誤差．

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)量裝置來安裝實(shí)驗(yàn)儀器，按從左至右的方向，先制備氣體，通過亞硫酸氫鈉吸收三氧化硫，再通過濃硫酸干燥二氧化硫氣體和氧氣，通過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：①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②；
（2）亞硫酸氫鈉能與三氧化硫反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的SO₂，故答案為：吸收SO₃，放出等物質(zhì)的量的SO₂；
（3）濃硫酸能干燥SO₂和O₂，故答案為：干燥SO₂和O₂；
（4）E是排水法收集氧氣，要保證氣體將瓶中水壓出，進(jìn)入量筒，故答案為：保證氣體將瓶中水壓出，進(jìn)入量筒；
（5）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$\frac{2.4g}{64g/mol}$=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(cè)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$\frac{0.28L}{22.4L/mol}$=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=$\frac{0.0125mol×4}{2}$=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=$\frac{6g}{160g/mol}$=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3CuSO₄3CuO+2SO₂↑+O₂+SO₃↑，故答案為：O₂；3CuSO₄3CuO+2SO₂↑+O₂+SO₃↑；
（6）排水量氣法測(cè)定氣體的體積時(shí)量筒和廣口瓶中液面變化和壓強(qiáng)變化對(duì)液體體積的讀數(shù)會(huì)產(chǎn)生誤差最大，故答案為：BE．

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．