Question

（15分）某校一研究性学习小组对胆矾晶体受热分解进行讨论。

Ⅰ．他们查阅资料得知：将胆矾晶体置于烘箱中加热时，在79～134℃,晶体失重14．4％；134～250℃，又失重14．4％；250～300℃，再失重7．2％。之后加热至620℃，质量维持不变。小组经过计算得出，胆矾在300～620℃的固体残留物为无水硫酸铜，134℃时的固体残留物的化学式为                     。

Ⅱ．小组对无水硫酸铜继续升温加热的可能变化进行猜想。他们提出了产物的以下几种猜想：

①．CuO、SO₃ ；。

②．CuO、SO₂和O₂；

③．CuO、SO₃和SO₂；

④．CuO、SO₃、SO₂和O₂

   小组经过激烈讨论，认为猜想③不用实验就可排除，他们的理由是                   

查阅资料：①SO₃为无色晶体，熔点16．6℃，沸点44．8℃。

②SO₂，熔点:－72．4℃，沸点:－10℃；SO₂通入BaCl₂溶液中，无明显现象。

Ⅲ．实验探究：

小组按下图所示安装好实验装置。

（1）安装好装置后，未装药品前必须进行的操作是                           。

D装置的作用是                     。

（2）按图示装好药品后，用酒精喷灯对着硬质试管加热。一会儿后，B中溶液产生白色浑浊，C中溶液逐渐褪色。

Ⅳ．实验结果分析：

（1）小组同学大多认为无水硫酸铜热分解产物应该为猜想④。但有一个同学提出质疑，他认为B中溶液产生白色浑浊并不一定能确定产物中含有SO₃。他的依据涉及的化学方程式是                                         。于是，小组同学经讨论决定，再增加一个装置E，你认为该装置应加在           （填装置字母）之间。增加装置后，小组重新实验，证明了产物中确实存在SO₃。你认为他们根据什么现象得到这一结论？                                       。

（2）小组在完成无水硫酸铜热分解的化学方程式时遇到了困难。他们发现该化学方程式为不定方程式，存在无数种配平情况，经过慎密地分析，他们认为只要能确定某些物质的计量数之比，即可确定该化学方程式。如已知SO₂与SO₃的计量数之比，就能确定该化学方程式。若设SO₂与SO₃的计量数之比为x，请写出配平后的化学方程式                    。

Answer

Ⅰ．CuSO4·3H2O

Ⅱ．产物中只有降价元素而无升价元素（从元素守恒角度分析也计分）

Ⅲ．（1）检验装置气密性（1分） 吸收尾气，防止污染环境（合理答案均计分）

Ⅳ．（1）2SO2+O2+2H2O=2H2SO4 H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl（对一个计1分，写总反应方程式计2分）

A B（有错计0分 ） E中试管里出现无色晶体（写液体也给分）

（2） 2(x+1) CuSO4 高温 2(x+1)CuO + 2SO3 ↑+ 2xSO2 ↑+ xO2↑

【解析】

试题分析：Ⅰ．胆矾晶体在79～134℃,晶体失重14．4％，若是1mol晶体，则失去水为250g×14．4%=36g，即2molH2O。134℃时的固体残留物是CuSO4·3H2O。

Ⅱ．③是CuSO4·5H2O变为CuO、SO3和SO2，生成SO2时S的化合价降低，没有元素化合价升高，故假设不成立。

Ⅲ．（1）安装好装置后，未装药品前必须进行的操作是检验装置气密性。D装置中盛放NaOH溶液作用是吸收酸性尾气，防止污染环境。

考点：化学实验设计与评价。