Question

14．某研究小組利用手持技術，獲得2.50g CuSO₄•5H₂O樣品受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質量隨溫度變化的曲線）如圖1所示．請問答下列問題：
（1）試確定113～258℃時固體b的化學式：CuSO₄•H₂O．
（2）請預測固體c在680～1000℃時的分解產物，下列預測肯定不合理的是C．
A．CuO、SO₃            
B．CuO、SO₂、O₂
C．CuO、SO₃、O₂            
D．CuO、SO₂、SO₃、O₂
（3）某興趣小組用如圖2所示裝置設計實驗，驗證（2）中生成的氣態(tài)物質．
實驗現象：裝置B中溶液顏色褪去，裝置D中產生白色沉淀，將帶火星的木條放在氣體的出口處有復燃的現象．
①試劑X是：品紅溶液或溴水或酸性KMnO₄溶液．
②按氣流方向連接各儀器，用字母表示接口的連接順序：c→a b d e f（g）．
③某同學認為并不能根據裝置D中的現象，認為一定有SO₃生成．其理由是因為分解有O₂和SO₂生成，在水溶液中發(fā)生反應：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，故無論分解反應是否有SO₃生成，都會有此現象，
2SO₂+O₂+2H₂O+2BaCl₂=2BaSO₄↓+4HCl（用必要的文字或化學方程式解釋）
④該實驗方案是否有缺陷？有（填有或無）若有缺陷請你提出解決的辦法：裝置A和裝置D之間應該增加一個防倒吸的裝置（若無，則不必回答）．

Answer 1

分析 （1）CuSO₄•5H₂O受熱到102℃時開始脫水分解，113℃時可得到較穩(wěn)定的一種中間物，到258℃時才會繼續(xù)分解，113～258℃時失去的水的質量為2.50g-1.78g=0.72g，根據反應的化學方程式計算失去水n值；
（2）A、生成CuO、SO₃，為非氧化還原反應，預測合理；
B、生成CuO、SO₂、O₂，氧元素化合價升高，生成O₂，S元素化合價降低，符合氧化還原反應原理，預測合理；
C、生成CuO、SO₃、O₂，氧元素化合價降低，無元素化合價升高，不符合氧化還原反應原理，預測不合理；
D、既有元素化合價升高，也有元素化合價降低，預測合理；
（3）①剩余的二氧化硫污染空氣需要吸收；
②依據分解產物中的氣體為二氧化硫和三氧化硫，三氧化硫沸點較低冷卻后變?yōu)橐后w，二氧化硫可以利用其還原性、漂白性選擇試劑驗證；
③因為分解有O₂和SO₂生成，在水溶液中發(fā)生反應：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，在氯化鋇溶液中生成沉淀不一定是分解生成的三氧化硫；
④裝置A和D連接生成氣體二氧化硫易溶于水，裝置中容易造成液體倒吸．

解答 解：（1）CuSO₄•5H₂O受熱到102℃時開始脫水分解，113℃時可得到較穩(wěn)定的一種中間物，到258℃時才會繼續(xù)分解，113～258℃時失去的水的質量為2.50g-1.78g=0.72g，根據反應的化學方程式可知：
CuSO₄•5H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄•（5-n）H₂O+nH₂O
250                             18n
2.50g                          2.50g-1.78g=0.72g，
解的n=4
113～258℃時固體b的化學式為CuSO₄•H₂O；
故答案為：CuSO₄•H₂O；
（2）A、CuSO₄•5H₂O受熱生成CuO、SO₃，為非氧化還原反應，預測合理，故A不符合；
B、CuSO₄•5H₂O受熱生成CuO、SO₂、O₂，氧元素化合價升高，生成O₂，S元素化合價降低，符合氧化還原反應原理，預測合理，故B不符合；
C、CuSO₄•5H₂O受熱生成CuO、SO₃、O₂，氧元素化合價降低，無元素化合價升高，不符合氧化還原反應原理，預測不合理，故C符合；
D、CuSO₄•5H₂O受熱分解，生成CuO、SO₂、SO₃、O₂，既有元素化合價升高，也有元素化合價降低，預測合理，故D不符合．
故答案為：C；
（3）①試劑X的名稱可以是利用二氧化硫的漂白性選擇品紅溶液驗證，也可以選擇溴水或高錳酸鉀溶液利用氧化性氧化二氧化硫反應褪色驗證；
故答案為：品紅溶液或溴水或酸性KMnO₄溶液；
②中生成的氣態(tài)物質為二氧化硫和三氧化硫氣體，三氧化硫沸點較低冷卻后變?yōu)橐后w，二氧化硫可以利用其還原性、漂白性選擇試劑驗證，剩余的二氧化硫污染空氣需要吸收；裝置連接順序為：a b d e f（g），
故答案為：a b d e f（g）；
③晶體分解過程中，因為分解有O₂和SO₂生成，在水溶液中發(fā)生反應：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，故無論分解反應是否有SO₃生成，都會有此現象，2SO₂+O₂+2H₂O+2BaCl₂=2BaSO₄↓+4HCl，不能根據裝置D中的現象，認為一定有SO₃生成，
故答案為：因為分解有O₂和SO₂生成，在水溶液中發(fā)生反應：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，故無論分解反應是否有SO₃生成，都會有此現象，2SO₂+O₂+2H₂O+2BaCl₂=2BaSO₄↓+4HCl；
④裝置A和D連接生成氣體二氧化硫易溶于水，裝置中容易造成液體倒吸，該實驗方案有缺陷，所以在裝置A和裝置D之間應該增加一個防倒吸的裝置，
故答案為：有；裝置A和裝置D之間應該增加一個防倒吸的裝置．

點評 本題考查了圖象分析計算，實驗驗證的裝置連接原理，二氧化硫性質的應用，注意實驗過程分析判斷，掌握物質性質和數據分析是解題關鍵，題目難度較大．