Question

无水硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体，受热温度不同生成的气体成分也不同。气体成分可能含SO₃、SO₂和O₂中的一种、两种或三种。某化学课外活动小组设计探究性实验，测定反应产生的SO₃、SO₂和O₂的物质的量，并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。实验用到的仪器如下图所示：

【提出猜想】

猜想I．硫酸铜受热分解所得气体的成分可能只含SO₃一种；

猜想Ⅱ．硫酸铜受热分解所得气体的成分可能只含_______两种。

猜想Ⅲ．硫酸铜受热分解所得气体的成分可能含有_______三种。

【实验探究】

已知实验结束时，硫酸铜完全分解。

（1）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①→⑨→⑩→⑥→⑤→____→_____→_____→______→②。(填接口序号)

（2）若实验结束时装置B中量筒没有收集到水，则证明猜想_______(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ’’)正确。

（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：

请通过计算，推断出在第一小组和第二小组的实验条件下CuSO₄分解的化学方程式：

第一小组：_____________________________________________________________;

第二小组：_____________________________________________________________。

Answer

SO2、O2；SO3、SO2 、O2（1）③,④,⑧,⑦（2）Ⅰ（3）2CuSO42CuO＋2SO2↑＋O2↑；4CuSO44CuO＋2SO2↑＋2SO3↑＋O2↑

【解析】

试题分析：【提出假设】根据硫酸铜分解可能发生两种情况2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑或CuSO4CuO+SO3↑或者两个反应同时发生来判断，故Ⅱ. SO2、O2；Ⅲ. SO3、SO2 、O2（1）体的制备和收集按照发生装置→气体吸收装置→排水→测量装置来安装实验仪器，故答案为：③④⑧⑦；（2）SO3与SO2 均易溶于水、O2不溶于水，实验结束时装置B中量筒没有收集到水，说明产生易溶于水的气体SO3或SO2，没有产生O2，故证明猜想I（3）SO2、SO3气体能与碱性物质反应，用碱石灰可吸收SO2、SO3气体，则装置C增加的质量即为产生SO3与SO2质量和，O2不溶于水，实验结束时装置B中量筒收集到水的体积即为产生的O2体积，第一小组：设6.4g硫酸铜分解生成xmolSO3，ymolSO2，则80x+64y=2.56g，x+y==0.04mol，解得x=0mol，y=0.04mol，又n(O2)==0.02mol，即SO2与O2的物质的量之比为2：1，故答案为：2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑；第二小组设6.4g硫酸铜分解生成xmolSO3，ymolSO2，则80x+64y=3.84g，x+y==0.04mol，解得x=0.02mol，y=0.02mol，又n(O2)==0.01mol，即物质的量SO3：SO2：O2=2：2：1，故答案为：4CuSO44CuO＋2SO2↑＋2SO3↑＋O2↑。

考点：探究物质的组成或测量物质的含量