Question

硫酸銅受熱分解生成氧化銅和氣體，受熱溫度不同，該氣體成分也不同。氣體成分可能含SO₂、SO₃和O₂中的一種、二種或三種.某化學課外活動小組通過設計一探究性實驗，測定反應產生的SO₂、SO₃和O₂的物質的量，并經計算確定各物質的化學計量數，從而確定CuSO₄分解的化學方程式。實驗用到的儀器如右圖所示：

【提出假設】
Ⅰ．所得氣體的成分可能只含_________一種；
Ⅱ．所得氣體的成分可能含有____________________二種；
Ⅲ．所得氣體的成分可能含有SO₂、SO₃、O₂三種。
【實驗探究】實驗操作過程（略）已知實驗結束時，硫酸銅完全分解。
（1）請你組裝探究實驗的裝置，按從左至右的方向，各儀器接口連接順序為①⑨⑩______________（填序號、儀器不重復使用）。
（2）實驗過程中，儀器F的作用是                                               。
【驗證假設，分析推理】
（3）有兩個實驗小組進行該實驗，由于加熱時的溫度不同，實驗結束后測得相關數據也不同.數據如下：

實驗 小組	稱取無水CuSO4的質量/g	儀器C增加的質量/g	量筒中水的體積折算標準狀況下氣體的體積/mL
①	6.4	2.56	224
②	6.4	2.56	448

 
請通過計算，推斷出第②小組CuSO₄分解的化學反應方程式：                            。
若將①小組CuSO₄分解時所得氣體在一定條件下反應并達到平衡，恢復到反應前的溫度和壓強時，測得密度是反應前的，其平衡常數表達式為                                最終所得氣體的平均相對分子質量為__________（保留一位小數）

Answer 1

Ⅰ．SO₃
Ⅱ．SO₂、O₂  
（1）⑥⑤③④⑧⑦②
（2）吸收SO₃氣體并轉化為SO₂
（3）2CuSO₄2CuO + 2SO₂↑+ O₂↑   K＝   66.7

試題分析：I.根據猜想Ⅲ可知，猜想I是所得氣體的成分可能只含SO₂一種，猜想Ⅱ是所得氣體的成分可能含有SO₂、O₂兩種。
（1）根據所給的裝置可判斷，濃硫酸是用來干燥的，堿石灰是吸收SO₂或三氧化硫的，最后通過排水法收集氣體氧氣，以測量氧氣的體積，所以正確的順序是⑥⑤③④⑧⑦②。
（2）SO₂不溶于飽和NaHSO₃溶液，而SO₃溶于NaHSO₃溶液。
（3）①中氧氣是0.01mol，轉移電子是0.04mol，所以一定生成0.02molSO₂。其質量是1.28g，所以三氧化硫的質量是2.88g－1.28g＝1.6g，物質的量是0.02mol，所以方程式為4CuSO₄4CuO＋2SO₂↑＋2SO₃↑＋O₂↑。分解時所得氣體在一定條件下反應其平衡常數表達式為K＝，恢復到反應前的溫度和壓強時，測得密度是反應前的，根據密度之比等于平均相對分子質量之比計算。
②中氧氣是0.02mol，轉移電子是0.08mol，所以一定生成0.04molSO₂。其質量是2.56g，所以沒有三氧化硫生成，則方程式為2CuSO₄2CuO＋2SO₂↑＋O₂↑。