Question

無(wú)水硫酸銅在強(qiáng)熱下會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)：

CuSO₄ CuO + SO₃↑     2SO₃   2SO₂↑+ O₂↑

用下圖所示裝置（夾持儀器已略去），根據(jù)D管在反應(yīng)前后的質(zhì)量差計(jì)算出分解了的無(wú)水硫酸銅的質(zhì)量。

實(shí)驗(yàn)步驟：

①稱量反應(yīng)前D管的質(zhì)量。

②連接好裝置，關(guān)閉K，加熱硬質(zhì)玻璃管A一段時(shí)間后，停止加熱。

③待硬質(zhì)玻璃管A冷卻后，打開(kāi)K，通入一段時(shí)間的已除去二氧化碳等酸性氣體的空氣。

④再稱量D管，得其反應(yīng)前后的質(zhì)量差為m。

回答下列問(wèn)題：

（1）反應(yīng)2SO₃(g) 2SO₂(g)  + O₂(g) 的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=           。

（2）B管中除溫度明顯升高外，還可看到的現(xiàn)象是         ，而溫度明顯升高的主要原因是         ；B管中發(fā)生反應(yīng)的有關(guān)離子方程式是          。

（3）儀器E的作用是       。

（4）按上述方法實(shí)驗(yàn)，假設(shè)B、C、D對(duì)氣體的吸收均完全，并忽略空氣中CO₂的影響，能否根據(jù)m計(jì)算出分解了的無(wú)水CuSO₄的質(zhì)量？(任選其一回答)

①如果能，則分解的無(wú)水CuSO₄的質(zhì)量為           （用m表示）。

②如果不能，則原因是            。為了能測(cè)得分解了的無(wú)水硫酸銅的質(zhì)量，你的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案是            。

 

Answer 1

【答案】

（13分）（1）K=c(O₂)·c²(SO₂) / c²(SO₃)   （1分）

(2) 有氣泡冒出，產(chǎn)生白色沉淀（2分）  SO₃溶于水放熱（2分）

SO₃ + H₂O + Ba^2＋= BaSO₄↓+ 2H^＋

或SO₃ + H₂O = 2H^＋+ SO₄^2－和Ba^2＋+ SO₄^2－= BaSO₄↓（2分）

（3）吸收空氣中的水蒸氣及CO₂（2分） 

（4）②SO₃不能完全分解為SO₂和O₂；SO₂會(huì)部分溶解在溶液中（2分）

稱量裝有無(wú)水硫酸銅的A管質(zhì)量，強(qiáng)熱一段時(shí)間后，冷卻后再稱量A管質(zhì)量，根據(jù)A管在反應(yīng)前后的質(zhì)量差計(jì)算出分解了的無(wú)水硫酸銅的質(zhì)量（2分）

【解析】

試題分析：（1）平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積除以反應(yīng)物濃度冪之積，但固體和純液體不能寫入表達(dá)式；（2）無(wú)水硫酸銅受熱分解放出SO₃、SO₂、O₂的混合氣體，裝置B中發(fā)生反應(yīng)SO₃+H₂O=H₂SO₄，H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl，前者放熱，后者產(chǎn)生白色沉淀SO₂、O₂不能反應(yīng)，則裝置B中有氣泡逸出，總反應(yīng)式為SO₃ + H₂O + Ba^2＋= BaSO₄↓+ 2H^＋；（3）堿石灰是NaOH和CaO組成的混合物，能吸收二氧化碳和水，防止它們進(jìn)入裝置D，排除空氣中的水蒸氣和二氧化碳的干擾；（4）不能根據(jù)裝置D在反應(yīng)前后的質(zhì)量差m計(jì)算無(wú)水硫酸銅分解了的質(zhì)量，原因是：①SO₃不能完全分解為SO₂和O₂；②SO₂會(huì)部分溶解在溶液中；正確做法是稱量裝有無(wú)水硫酸銅的A管質(zhì)量，強(qiáng)熱一段時(shí)間后，冷卻后再稱量A管質(zhì)量，根據(jù)A管在反應(yīng)前后的質(zhì)量差計(jì)算出分解了的無(wú)水硫酸銅的質(zhì)量。

考點(diǎn)：考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，涉及平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述及解釋原因、離子方程式的書寫、儀器的用途、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)等考點(diǎn)。