Question

無水硫酸銅在強熱下會發(fā)生分解反應(yīng)：
CuSO₄

強熱  .

CuO+SO₃↑     2SO₃

△

 2SO₂↑+O₂↑
用如圖所示裝置（夾持儀器已略去），根據(jù)D管在反應(yīng)前后的質(zhì)量差計算出分解了的無水硫酸銅的質(zhì)量．
實驗步驟：
①稱量反應(yīng)前D管的質(zhì)量．
②連接好裝置，關(guān)閉K，加熱硬質(zhì)玻璃管A一段時間后，停止加熱．
③待硬質(zhì)玻璃管A冷卻后，打開K，通入一段時間的已除去二氧化碳等酸性氣體的空氣．
④再稱量D管，得其反應(yīng)前后的質(zhì)量差為m．
回答下列問題：
（1）2SO₃（g）

△

 2SO₂（g）+O₂（g）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=

 

．
（2）B管中除溫度明顯升高外，還可看到的現(xiàn)象是

 

，而溫度明顯升高的主要原因是

 

；B管中發(fā)生反應(yīng)的有關(guān)離子方程式是

 

．
（3）步驟③中通一段時間已除去二氧化碳等酸性氣體的空氣的目的是

 

．
（4）按上述方法實驗，假設(shè)B、C、D對氣體的吸收均完全，并忽略空氣中CO₂的影響，能否根據(jù)m計算出分解了的無水CuSO₄的質(zhì)量？（任選其一回答）
①如果能，則分解的無水CuSO₄的質(zhì)量為

 

（用m表示）．
②如果不能，則原因是

 

．為了能測得分解了的無水硫酸銅的質(zhì)量，你的簡單實驗方案是

 

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)化學平衡常數(shù)概念分析書寫，用生成物濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物的冪次方乘積；
（2）硫酸銅受熱分解生成產(chǎn)物中含有三氧化硫、二氧化硫和氧氣，所以B中會看到白色沉淀生成和氣泡冒出；溫度升高是三氧化硫溶于水生成硫酸放出的熱量，硫酸和氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀；
（3）利用二氧化碳把三氧化硫、二氧化硫氣體全部趕出到后續(xù)裝置完全吸收分析；
（4）①無水硫酸銅在強熱下會發(fā)生分解反應(yīng)：CuSO₄

強熱  .

CuO+SO₃↑ 2SO₃

△

2SO₂↑+O₂↑，若全部吸收完全，則D裝置增重為二氧化硫的質(zhì)量，依據(jù)化學方程式計算分解的硫酸銅質(zhì)量；
②如果不能，則原因是SO₃不能完全分解為SO₂和O₂；SO₂會部分溶解在溶液中，為了能測得分解了的無水硫酸銅的質(zhì)量，可以稱量硫酸銅在加熱前后的質(zhì)量變化可以得到分解的硫酸銅質(zhì)量．

解答：解：（1）2SO₃（g）

△

2SO₂（g）+O₂（g）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=

c2(SO2)×c(O2)

c2(SO3)

，故答案為：

c2(SO2)×c(O2)

c2(SO3)

；
（2）硫酸銅受熱分解生成產(chǎn)物中含有三氧化硫、二氧化硫和氧氣，所以B中會看到白色沉淀生成和氣泡冒出；溫度升高是三氧化硫溶于水生成硫酸放出的熱量，硫酸和氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，反應(yīng)的離子方程式為SO₃+H₂O+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺或SO₃+H₂O=2H⁺+SO₄^2-和Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，
故答案為：有氣泡冒出，產(chǎn)生白色沉淀；SO₃溶于水放熱；SO₃+H₂O+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺或SO₃+H₂O=2H⁺+SO₄^2-和Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
（3）利用二氧化碳把三氧化硫、二氧化硫氣體全部趕出到后續(xù)裝置完全吸收分析，目的是使殘留在裝置中的SO₂、SO₃被充分吸收，
故答案為：使殘留在裝置中的SO₂、SO₃被充分吸收；
（4）①假設(shè)B、C、D對氣體的吸收均完全，并忽略空氣中CO₂的影響，如果能，則分解的無水CuSO₄的質(zhì)量可以依據(jù)化學方程式計算，無水硫酸銅在強熱下會發(fā)生分解反應(yīng)：CuSO₄

強熱  .

CuO+SO₃↑ 2SO₃

△

2SO₂↑+O₂↑，2CuSO₄～2SO₂，則分解的硫酸銅質(zhì)量=

mg

64g/mol

×160g/mol=2.5mg，
故答案為：2.5mg；
②如果不能，則原因是SO₃不能完全分解為SO₂和O₂；SO₂會部分溶解在溶液中，為了能測得分解了的無水硫酸銅的質(zhì)量，可以稱量硫酸銅在加熱前后的質(zhì)量變化可以得到分解的硫酸銅質(zhì)量，
故答案為：SO₃不能完全分解為SO₂和O₂；SO₂會部分溶解在溶液中；稱量裝有無水硫酸銅的A管質(zhì)量，強熱一段時間后，冷卻后再稱量A管質(zhì)量，根據(jù)A管在反應(yīng)前后的質(zhì)量差計算出分解了的無水硫酸銅的質(zhì)量．

點評：本題考查了物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)物的實驗分析設(shè)計，實驗測定的步驟分析判斷，生成物的性質(zhì)分析應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．