Question

硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体，受热温度不同，该气体成分也不同。气体成分可能含SO₂、SO₃和O₂中的一种、二种或三种.某化学课外活动小组通过设计一探究性实验，测定反应产生的SO₂、SO₃和O₂的物质的量，并经计算确定各物质的化学计量数，从而确定CuSO₄分解的化学方程式。实验用到的仪器如右图所示：

【提出假设】

Ⅰ．所得气体的成分可能只含_________一种；

Ⅱ．所得气体的成分可能含有____________________二种；

Ⅲ．所得气体的成分可能含有SO₂、SO₃、O₂三种。

【实验探究】实验操作过程（略）已知实验结束时，硫酸铜完全分解。

（1）请你组装探究实验的装置，按从左至右的方向，各仪器接口连接顺序为①⑨⑩______________（填序号、仪器不重复使用）。

（2）实验过程中，仪器F的作用是                                                。

【验证假设，分析推理】

（3）有两个实验小组进行该实验，由于加热时的温度不同，实验结束后测得相关数据也不同.数据如下：

实验 小组	称取无水CuSO4的质量/g	仪器C增加的质量/g	量筒中水的体积折算标准状况下气体的体积/mL
①	6.4	2.56	224
②	6.4	2.56	448

请通过计算，推断出第②小组CuSO₄分解的化学反应方程式：                             。

若将①小组CuSO₄分解时所得气体在一定条件下反应并达到平衡，恢复到反应前的温度和压强时，测得密度是反应前的，其平衡常数表达式为                                 最终所得气体的平均相对分子质量为__________（保留一位小数）

Answer

Ⅰ．SO3

Ⅱ．SO2、O2  

（1）⑥⑤③④⑧⑦②

（2）吸收SO3气体并转化为SO2

（3）2CuSO42CuO + 2SO2↑+ O2↑    K＝   66.7

【解析】

试题分析：I.根据猜想Ⅲ可知，猜想I是所得气体的成分可能只含SO2一种，猜想Ⅱ是所得气体的成分可能含有SO2、O2两种。

（1）根据所给的装置可判断，浓硫酸是用来干燥的，碱石灰是吸收SO2或三氧化硫的，最后通过排水法收集气体氧气，以测量氧气的体积，所以正确的顺序是⑥⑤③④⑧⑦② 。

（2）SO2不溶于饱和NaHSO3溶液，而SO3溶于NaHSO3溶液。

（3）①中氧气是0.01mol，转移电子是0.04mol，所以一定生成0.02molSO2。其质量是1.28g，所以三氧化硫的质量是2.88g－1.28g＝1.6g，物质的量是0.02mol，所以方程式为4CuSO44CuO＋2SO2↑＋2SO3↑＋O2↑。分解时所得气体在一定条件下反应其平衡常数表达式为K＝，恢复到反应前的温度和压强时，测得密度是反应前的，根据密度之比等于平均相对分子质量之比计算。

②中氧气是0.02mol，转移电子是0.08mol，所以一定生成0.04molSO2。其质量是2.56g，所以没有三氧化硫生成，则方程式为2CuSO42CuO＋2SO2↑＋O2↑。

考点：考查化学实验。