Question

無水硫酸銅受熱分解生成氧化銅和氣體，受熱溫度不同生成的氣體成分也不同。氣體成分可能含SO₃、SO₂和O₂中的一種、兩種或三種。某化學課外活動小組設(shè)計探究性實驗，測定反應產(chǎn)生的SO₃、SO₂和O₂的物質(zhì)的量，并計算確定各物質(zhì)的化學計量數(shù)，從而確定CuSO₄分解的化學方程式。實驗用到的儀器如下圖所示：

【提出猜想】
猜想I．硫酸銅受熱分解所得氣體的成分可能只含SO₃一種；
猜想Ⅱ．硫酸銅受熱分解所得氣體的成分可能只含_______兩種。
猜想Ⅲ．硫酸銅受熱分解所得氣體的成分可能含有_______三種。
【實驗探究】
已知實驗結(jié)束時，硫酸銅完全分解。
（1）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①→⑨→⑩→⑥→⑤→____→_____→_____→______→②。(填接口序號)
（2）若實驗結(jié)束時裝置B中量筒沒有收集到水，則證明猜想_______(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ’’)正確。
（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(jié)束后，測得相關(guān)數(shù)據(jù)也不
同，數(shù)據(jù)如下：

請通過計算，推斷出在第一小組和第二小組的實驗條件下CuSO₄分解的化學方程式：
第一小組：_____________________________________________________________;
第二小組：_____________________________________________________________。

Answer 1

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

試題分析：【提出假設(shè)】根據(jù)硫酸銅分解可能發(fā)生兩種情況2CuSO₄2CuO+2SO₂↑+O₂↑或CuSO₄CuO+SO₃↑或者兩個反應同時發(fā)生來判斷，故Ⅱ. SO₂、O₂；Ⅲ. SO₃、SO₂、O₂（1）體的制備和收集按照發(fā)生裝置→氣體吸收裝置→排水→測量裝置來安裝實驗儀器，故答案為：③④⑧⑦；（2）SO₃與SO₂均易溶于水、O₂不溶于水，實驗結(jié)束時裝置B中量筒沒有收集到水，說明產(chǎn)生易溶于水的氣體SO₃或SO₂，沒有產(chǎn)生O₂，故證明猜想I（3）SO₂、SO₃氣體能與堿性物質(zhì)反應，用堿石灰可吸收SO₂、SO₃氣體，則裝置C增加的質(zhì)量即為產(chǎn)生SO₃與SO₂質(zhì)量和，O₂不溶于水，實驗結(jié)束時裝置B中量筒收集到水的體積即為產(chǎn)生的O₂體積，第一小組：設(shè)6.4g硫酸銅分解生成xmolSO₃，ymolSO₂，則80x+64y=2.56g，x+y==0.04mol，解得x=0mol，y=0.04mol，又n(O₂)==0.02mol，即SO₂與O₂的物質(zhì)的量之比為2：1，故答案為：2CuSO₄2CuO+2SO₂↑+O₂↑；第二小組設(shè)6.4g硫酸銅分解生成xmolSO₃，ymolSO₂，則80x+64y=3.84g，x+y==0.04mol，解得x=0.02mol，y=0.02mol，又n(O₂)==0.01mol，即物質(zhì)的量SO₃：SO₂：O₂=2：2：1，故答案為：4CuSO₄4CuO＋2SO₂↑＋2SO₃↑＋O₂↑。