Question

2．某同學測定硫酸銅晶體（CuSO₄•5H₂O）里結晶水的含量，請回答下列問題：
（1）實驗步驟為：①研磨  ②稱量空坩堝和裝有試樣的坩堝的質量  ③加熱  ④冷卻  ⑤稱量  ⑥重復③至⑤的操作，直到連續兩次稱量的質量差不超過0.1g為止  ⑦根據實驗數據計算硫酸銅結晶水的含量．現有坩堝、坩堝鉗、三腳架、泥三角、研缽、玻璃棒、干燥器、藥匙、酒精燈、火柴、硫酸銅晶體樣品等實驗用品，進行該實驗時，缺少的實驗用品是托盤天平．實驗步驟⑥的目的是使硫酸銅晶體中的結晶水完全失去．
（2）細心的同學發現在加熱硫酸銅晶體時，會聞到刺激性氣味，那分解的產物是什么呢？
查閱資料發現：硫酸銅受熱分解生成氧化銅和氣體，氣體是由SO₂、SO₃、O₂中的一種或幾種；SO₂、SO₃都能被堿石灰（氫氧化鈉和氧化鈣混合物）吸收，SO₂、SO₃都能被氫氧化鈉溶液吸收．同學利用如圖裝置探究硫酸銅受熱分解生成的氣體的成分（假設加熱硫酸銅粉末直至完全分解）．實驗結果發現：用帶火星的木條伸入集氣瓶D，發現木條能復燃，說明氣體中含有O₂．已知硫酸銅粉末質量為10.0克，完全分解后，各裝置的質量變化關系如下表所示：

裝置	A（試管+粉末）	B	C
反應前	42.0克	75.0克	140.0克
反應后	37.0克	79.5克	140.0克

請通過計算，推斷出該實驗條件下硫酸銅分解的化學方程式是哪一個？B
A．3CuSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuO+SO₃↑+2SO₂↑+O₂↑    B．4CuSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4CuO+2SO₃↑+2SO₂↑+O₂↑
C．5CuSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5CuO+SO₃↑+4SO₂↑+2O₂↑   D．6CuSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$6CuO+4SO₃↑+2SO₂↑+O₂↑

Answer 1

分析 （1）稱量物質的質量應該用托盤天平；
重復③至⑤的操作，直到連續兩次稱量的質量差不超過0.1g為止，目的是使硫酸銅中的結晶水全部失去；
（2）氧氣能使帶火星的木條復燃；
根據提供的數據可以判斷產生的氣體的質量比，進而可以判斷反應的化學方程式．

解答 解：（1）進行該實驗時，缺少的實驗用品是托盤天平；
實驗步驟⑥的目的是使硫酸銅晶體中的結晶水完全失去．
故填：托盤天平；使硫酸銅晶體中的結晶水完全失去．
（2）實驗結果發現：用帶火星的木條伸入集氣瓶D，發現木條能復燃，說明氣體中含有O₂；
A試管中反應前后質量減小5g，說明生成的氣體質量和是5g，B中反應后質量增加4.5g，說明生成的二氧化硫或三氧化硫或二氧化硫和三氧化硫的質量和是4.5g，生成氧氣的質量為：5g-4.5g=0.5g，則生成的二氧化硫或三氧化硫或二氧化硫和三氧化硫的質量和與氧氣的質量比為：4.5g：0.5g=9：1，
反應生成的氣體質量比分別是：
A．3CuSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuO+SO₃↑+2SO₂↑+O₂↑，
                    208      32     
B．4CuSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4CuO+2SO₃↑+2SO₂↑+O₂↑，
                      288     32
C．5CuSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5CuO+SO₃↑+4SO₂↑+2O₂↑，
                     336      64   
D．6CuSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$6CuO+4SO₃↑+2SO₂↑+O₂↑，
                     428       32
由分析可知，B中的三氧化硫和二氧化硫的質量和與氧氣的質量比是9：1．
故填：O₂；B．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．