Question

11．CuSO₄在一定條件下發(fā)生如下分解：CuSO₄═CuO+SO₂+SO₃+O₂，有人設(shè)計通過實驗測定反應(yīng)產(chǎn)生的SO₂，SO₃，O₂的物質(zhì)的量的方法，并經(jīng)計算確定該條件下分解反應(yīng)式各物質(zhì)的系數(shù)．實驗可能需要的儀器如圖所示：
實驗測得數(shù)據(jù)及有關(guān)結(jié)果如下：
①準(zhǔn)確稱量無水硫酸銅6.0g．
②測出量筒中水的體積后，折算成排水之氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為280mL．
③干燥管質(zhì)量在實驗結(jié)束時增加2.4g．
④實驗結(jié)束時，裝置F中的溶液變?yōu)镹aHSO4溶液（不含其他溶質(zhì)）
請回答以下問題：
（1）按裝置從左至右的方向，各儀器接口連接順序為．
（2）裝置F的作用是吸收SO₃，放出等物質(zhì)的量的SO₂．
（3）裝置D的作用是干燥SO₂和O₂．
（4）確定裝置E的進、出口的原則是保證氣體將瓶中水壓出，進入量筒．
（5）首先應(yīng)計算的物質(zhì)是O₂．通過計算推斷，該條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CuSO₄═3CuO+2SO₂↑+O₂+SO₃↑．
（6）該實驗設(shè)計中，可能給測定帶來的誤差最大的裝置是BE．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氣體的制備和收集按照發(fā)生裝置→除雜裝置→干燥氣體→氣體吸收裝置→排水→測量裝置來組裝實驗儀器；
（2）亞硫酸氫鈉能與三氧化硫反應(yīng)生成二氧化硫；
（3）濃硫酸能干燥氣體；
（4）E是排水法收集氧氣；
（5）根據(jù)量筒B中水的體積可計算出氧氣的物質(zhì)的量；通過計算確定生成物之間的物質(zhì)的量關(guān)系，再根據(jù)原子守恒確定反應(yīng)方程式；
（6）裝置B、E液面差不同讀數(shù)引起誤差．

解答 解：（1）氣體的制備和收集按照發(fā)生裝置→除雜裝置→干燥氣體→氣體吸收裝置→排水→測量裝置來安裝實驗儀器，按從左至右的方向，先制備氣體，通過亞硫酸氫鈉吸收三氧化硫，再通過濃硫酸干燥二氧化硫氣體和氧氣，通過堿石灰吸收二氧化硫稱量計算，最后利用排水量氣法測定氧氣的體積，各儀器接口連接順序為：①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②；
故答案為：①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②；
（2）亞硫酸氫鈉能與三氧化硫反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的SO₂，故答案為：吸收SO₃，放出等物質(zhì)的量的SO₂；
（3）濃硫酸能干燥SO₂和O₂，故答案為：干燥SO₂和O₂；
（4）E是排水法收集氧氣，要保證氣體將瓶中水壓出，進入量筒，故答案為：保證氣體將瓶中水壓出，進入量筒；
（5）干燥管C吸收的物質(zhì)是二氧化硫，二氧化硫包括解熱硫酸銅生成的二氧化硫和三氧化硫和水、亞硫酸氫鈉反應(yīng)生成的二氧化硫，二氧化硫的物質(zhì)的量是$\frac{2.4g}{64g/mol}$=0.0375mol，根據(jù)三氧化硫和亞硫酸氫鈉之間的關(guān)系式知，三氧化硫和亞硫酸氫鈉反應(yīng)生成的二氧化硫和三氧化硫的物質(zhì)的量相等，所以三氧化硫和原生成的二氧化硫的物質(zhì)的量之和是0.0375mol；測得量筒B中水的體積，得出氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為280mL，該氣體是氧氣，其物質(zhì)的量是$\frac{0.28L}{22.4L/mol}$=0.0125mol，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等知，原生成的二氧化硫的物質(zhì)的量=$\frac{0.0125mol×4}{2}$=0.025mol，所以生成的三氧化硫的物質(zhì)的量是0.0375mol-0.025mol=0.0125mol；6g無水CuSO₄的物質(zhì)的量=$\frac{6g}{160g/mol}$=0.0375mol，根據(jù)銅原子守恒知，生成氧化銅的物質(zhì)的量是0.0375mol，所以n（CuSO₄）：n（CuO）：n（SO₂）：n（SO₃）：n（O₂）=0.0375mol：0.0375mol：0.025mol：0.0125mol：0.0125mol=3：3：2：1：1，所以其分解方程式為3CuSO₄3CuO+2SO₂↑+O₂+SO₃↑，故答案為：O₂；3CuSO₄3CuO+2SO₂↑+O₂+SO₃↑；
（6）排水量氣法測定氣體的體積時量筒和廣口瓶中液面變化和壓強變化對液體體積的讀數(shù)會產(chǎn)生誤差最大，故答案為：BE．

點評 本題考查物質(zhì)的組成和實驗數(shù)據(jù)的處理，做題時注意把握實驗基礎(chǔ)知識，充分利用有關(guān)數(shù)據(jù)進行計算，本題具有一定難度．