Question

某化学研究性学习小组对硫酸铜分解气体产物的成分进行如下探究:

【查阅资料】

硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体,温度不同时,气体可能为SO₃,SO₂和O₂中的一种、两种或三种。

【提出假设】

假设1:气体产物只有一种;

假设2:气体产物只有两种;

假设3:气体产物有三种。

(1)若假设1成立,则产物气体的成分是　　　　;若假设2成立,则产物气体的成分是　　　　。

【实验及结果讨论】

(2)甲同学将分解生成的气体依次通过盛浓硫酸和KMnO₄酸性溶液的洗气瓶,能说明产物气体中含SO₂的现象是                                                   　,该现象说明SO₂具有的性质是　　　　,实验中还发现盛浓硫酸的洗气瓶质量明显增加,原因是　　　　　　　              　。

(3)乙同学将分解生成的气体通过碱石灰后,再收集测定剩余气体的体积,在不同温度下进行3组实验。请完成下表(实验中硫酸铜均完全分解):

实验 序号	称取CuSO4 的质量/g	碱石灰的 增加质量/g	剩余气体的体积(折算 成标准状况下)/mL	结论
Ⅰ	6.4			假设1成立
Ⅱ	6.4	2.88	224
Ⅲ	6.4	2.56	448

Answer

(1)SO3 SO2和O2

(2)高锰酸钾酸性溶液颜色变浅或褪色 还原性 浓硫酸吸收了SO3

(3)

3.2

0

假设3成立

假设2成立

【解析】(1)若CuSO4分解在生成CuO的同时,只生成一种气体,则此过程定为非氧化还原反应,此气体只能是SO3;若生成两种气体,则此过程必为氧化还原反应,有SO2生成必有O2生成;(2)SO2能使酸性KMnO4溶液褪色;浓H2SO4除了吸收H2O(g)质量增加外,还可吸收SO3。(3)乙同学实验中,n(CuSO4)==0.04 mol,若假设1成立,则n(SO3)=0.04 mol,无其他气体生成,所以碱石灰增重即吸收SO3的质量:0.04 mol×80 g·mol-1=3.2 g,剩余气体体积为0;Ⅱ中,n(O2)==0.01 mol,由2SO32SO2+O2知:n(SO3)=0.02 mol,再由S原子守恒:知n(SO2)=0.04 mol-0.02 mol=0.02 mol,假设3成立;Ⅲ中,n(O2)= =0.02 mol,则n(SO2)=0.04 mol,由S原子守恒知:此时无SO3生成,则假设2成立。