Question

（13分）无水硫酸铜在强热下会发生分解反应：

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

用下图所示装置（夹持仪器已略去），根据D管在反应前后的质量差计算出分解了的无水硫酸铜的质量。

实验步骤：

①称量反应前D管的质量。

②连接好装置，关闭K，加热硬质玻璃管A一段时间后，停止加热。

③待硬质玻璃管A冷却后，打开K，通入一段时间的已除去二氧化碳等酸性气体的空气。

④再称量D管，得其反应前后的质量差为m。

回答下列问题：

(1) 2SO₃(g)  2SO₂(g)  + O₂(g)  该反应的平衡常数表达式为K＝       。

(2) B管中除温度明显升高外，还可看到的现象是         ，而温度明显升高的主要原因是         ；B管中发生反应的有关离子方程式是          。

(3)仪器E的作用是       。

(4)按上述方法实验，假设B、C、D对气体的吸收均完全，并忽略空气中CO₂的影响，能否根据m计算出分解了的无水CuSO₄的质量？(任选其一回答)

①如果能，则分解的无水CuSO₄的质量为           （用m表示）。

②如果不能，则原因是            。为了能测得分解了的无水硫酸铜的质量，你的简单实验方案是            。

Answer

(1)  K＝c(O2)·c2(SO2) / c2(SO3)   （1分）

(2) 有气泡冒出，产生白色沉淀（2分）  SO3溶于水放热（2分）

SO3 + H2O + Ba2＋= BaSO4↓+ 2H＋

或SO3 + H2O = 2H＋+ SO42－和Ba2＋+ SO42－= BaSO4↓（2分）

（3）吸收空气中的水蒸汽及CO2（2分） 

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

称量装有无水硫酸铜的A管质量，强热一段时间后，冷却后再称量A管质量，根据A管在反应前后的质量差计算出分解了的无水硫酸铜的质量（2分）

【解析】（1）平衡常数是在一定条件下的可逆反应里，当达到化学平衡时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值。

（2）三氧化硫溶于水生成硫酸，所以会生成硫酸钡沉淀。三氧化硫溶于水是放热反应。

（3）因为反应结束后需要称量D装置的质量，而空气中还有水分和二氧化碳，所以需要防止空气中的水分和二氧化碳进入D装置。

（4）由于三氧化硫的分解反应是可逆反应，且生成的二氧化硫也会部分溶解在溶液中。因为硫酸铜分解的氧化铜一定在装置A中，所以可通过称量反应后的A装置来计算即可。