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硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体，受热温度不同，该气体成分也不同．气体成分可能含SO₂、SO₃和O₂中的一种、二种或三种．某化学课外活动小组通过设计一探究性实验，测定反应产生的SO₂、SO₃和O₂的物质的量，并经计算确定各物质的化学计量数，从而确定CuSO₄分解的化学方程式．实验用到的仪器如图所示：
[提出假设]
Ⅰ．所得气体的成分可能只含一种；
Ⅱ．所得气体的成分可能含有二种；
Ⅲ．所得气体的成分可能含有SO₂、SO₃、O₂三种．
[实验探究]实验操作过程（略）．已知实验结束时，硫酸铜完全分解．
（1）请你组装探究实验的装置，按从左至右的方向，各仪器接口连接顺序为
（填序号、仪器不重复使用）．
（2）实验过程中，仪器C的作用是．
[验证假设，分析推理]
（3）有两个实验小组进行该实验，由于加热时的温度不同，实验结束后测得相关数据也不同．数据如下：
实验
小组称取CuSO₄
的质量/g 仪器C增
加的质量/g 量筒中水的体积折算标
准状况下气体的体积/mL
① 6.4 2.56 224
② 6.4 2.56 448
请通过计算，推断出第②小组CuSO₄分解的化学反应方程式：；若将①小组CuSO₄分解时所得气体在一定条件下反应，恢复到反应前的温度和压强时，测得密度是反应前的 $数学公式$ ，则最终所得气体的平均相对分子质量为（保留一位小数）；指导老师认为利用上述装置测得的仪器C增重量偏小，他的理由可能是__．

解：[提出假设]根据硫酸铜分解可能发生两种情况2CuSO₄ $\text{[math]}$ 2CuO+2SO₂↑+O₂↑或 CuSO₄ $\text{[math]}$ CuO+SO₃↑或者两个反应同时发生来判断；故答案为：Ⅰ．SO₃Ⅱ．SO₂、O₂（1）体的制备和收集按照发生装置→气体吸收装置→排水→测量装置来安装实验仪器，故答案为：①③④⑧⑦②；
（2）SO₂、SO₃气体能与碱性物质反应，用碱石灰可吸收SO₂、SO₃气体，故答案为：吸收SO₂、SO₃气体；
（3）①设6.4g硫酸铜分解生成xmolSO₃，ymolSO₂，则有
80x+64y=2.56
x+y= $\text{[math]}$ =0.04
解之得：x=0，y=0.04mol，又n（O₂）= $\text{[math]}$ =0.02mol，所以二者的物质的量之比为2：1，方程式：2CuSO₄ $\text{[math]}$
2CuO+2SO₂↑+O₂↑，故答案为：2CuSO₄ $\text{[math]}$ 2CuO+2SO₂↑+O₂↑，
②设6.4g硫酸铜分解生成xmolSO₃，ymolSO₂，则有
80x+64y=2.56
x+y= $\text{[math]}$ =0.04
解之得：x=0，y=0.04mol，又n（O₂）= $\text{[math]}$ =0.01mol，
2SO₂+O₂?2SO₃起始（mol） 0.04 0.01 0

反应（mol） 2a a 2a

平衡（mol） 0.04-2a 0.01-a 2a

则有： $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ，解得a=0.005，所得气体的平均摩尔质量为= $\text{[math]}$
=64.0，故答案为：64.0．
根据气体未完全反应，还有剩余，故答案为：C装置前的装置内残余了部分SO₂气体．
分析：[提出假设]根据硫酸铜分解可能发生两种情况2CuSO₄ $\text{[math]}$ 2CuO+2SO₂↑+O₂↑或 CuSO₄ $\text{[math]}$ CuO+SO₃↑或者两个反应同时发生来判断；
（1）根据气体的制备和收集按照发生装置→气体吸收装置→排水→测量装置来组装实验仪器；
（2）SO₂、SO₃气体能与碱性物质反应，用碱石灰可吸收SO₂、SO₃气体；
（3）测定反应产生的SO₂、SO₃和O₂的物质的量，并经计算确定各物质的化学计量数，从而确定CuSO₄分解的化学方程式；测定反应产生的SO₂、SO₃和O₂的物质的量，并经计算确定各物质的化学计量数，从而确定CuSO₄分解的化学方程式，然后气体在一定条件下反应：2SO₂+O₂?2SO₃，恢复到反应前的温度和压强时，密度之比等与物质的量的反比求出各自的物质的量，最后求出气体的平均摩尔质量；
根据气体未完全反应，还有剩余．
点评：本题考查物质的组成和实验数据的处理，做题时注意把握实验基础知识，充分利用有关数据进行计算，本题具有一定难度．

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相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

（2013?闸北区二模）含有硫的化合物在工业生产中应用广泛，回答下列问题：
（1）黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS₂．
①测得某黄铜矿（CuFeS₂）中含硫20%（质量分数），求该矿石含铜的质量分数．
②现有一种天然黄铜矿（含少量脉石），为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：称取研细的黄铜矿样品1.150g，在空气中进行煅烧，生成Cu、Fe₃O₄和SO₂气体，用100mL滴有淀粉的蒸馏水全部吸收SO₂，然后取10mL吸收液，用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定，用去标准碘溶液的体积为20.00mL．求该黄铜矿的纯度．
（2）将FeS和Fe₂O₃的混和物56.6g，用足量稀H₂SO₄溶解后可得3.2g硫，求原混和物中FeS的质量．
（3）一定温度下，硫酸铜受热分解生成CuO、SO₂、SO₃和O₂．已知：SO₂、SO₃都能被碱石灰和氢氧化钠溶液吸收．利用下图装置加热无水硫酸铜粉末直至完全分解．若无水硫酸铜粉末质量为10.0g，完全分解后，各装置的质量变化关系如下表所示．

装置	A （试管+粉末）	B	C
反应前	42.0g	75.0g	140.0g
反应后	37.0g	79.0g	140.5g

请通过计算，推断出该实验条件下硫酸铜分解的化学方程式．
（4）硫化钠是用于皮革的重要化学试剂，可用无水Na₂SO₄与炭粉在高温下反应制得，化学方程式如下：
①Na₂SO₄+4C

高温

Na₂S+4CO ②Na₂SO₄+4CO

高温

Na₂S+4CO₂
①若在反应过程中，产生CO和CO₂混合气体为2mol，求生成Na₂S的物质的量．
②硫化钠晶体放置在空气中，会缓慢氧化成Na₂SO₃，甚至是Na₂SO₄，现将43.72g部分变质的硫化钠样品溶于水中，加入足量盐酸后，过滤得4.8g沉淀和1.12L H₂S 气体（标准状况，假设溶液中气体全部逸出），在滤液中加入足量的BaCl₂后过滤得2.33g沉淀，分析该硫化钠样品的成分及其物质的量．

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科目：高中化学 来源：2012-2013学年上海市闸北区高三下学期二模化学试卷（解析版） 题型：计算题

含有硫的化合物在工业生产中应用广泛，回答下列问题：

（1）黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS₂。

①测得某黄铜矿(CuFeS₂)中含硫20%（质量分数），求该矿石含铜的质量分数。

②现有一种天然黄铜矿（含少量脉石），为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：称取

研细的黄铜矿样品1.150g，在空气中进行煅烧，生成Cu、Fe₃O₄和SO₂气体，用100 mL滴有淀粉的

蒸馏水全部吸收SO₂，然后取10mL吸收液，用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定，用去标准碘溶液的体

积为20.00mL。求该黄铜矿的纯度。

（2）将FeS和Fe₂O₃的混和物56.6 g，用足量稀H₂SO₄溶解后可得3.2 g硫，原混和物中FeS的质量。

（3）一定温度下，硫酸铜受热分解生成CuO、SO₂、SO₃和O₂。已知：SO₂、SO₃都能被碱石灰和氢氧

化钠溶液吸收。利用下图装置加热无水硫酸铜粉末直至完全分解。若无水硫酸铜粉末质量为10.0 g，

完全分解后，各装置的质量变化关系如下表所示。

装置	A（试管+粉末）	B	C
反应前	42.0 g	75.0 g	140.0 g
反应后	37.0 g	79.0 g	140.5 g

请通过计算，推断出该实验条件下硫酸铜分解的化学方程式。

（4）硫化钠是用于皮革的重要化学试剂，可用无水Na₂SO₄与炭粉在高温下反应制得，化学方程式如下：

①Na₂SO₄ + 4CNa₂S + 4CO↑ ②Na₂SO₄ + 4CONa₂S + 4CO₂

a.若在反应过程中，产生CO和CO₂混合气体为2mol，求生成Na₂S的物质的量。

b.硫化钠晶体放置在空气中，会缓慢氧化成Na₂SO₃，甚至是Na₂SO₄，现将43.72g部分变质的硫化钠样品溶于水中，加入足量盐酸后，过滤得4.8g沉淀和1.12L H₂S 气体（标准状况，假设溶液中气体全部逸出），在滤液中加入足量的BaCl₂后过滤得2.33g沉淀，分析该硫化钠样品的成分及其物质的量。

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科目：高中化学 来源：2010年江西省高三热身卷（理科综合）化学部分 题型：实验题

（15分）无水硫酸铜在加热条件下能发生分解反应，生成氧化铜、二氧化硫、三氧化硫和氧气。某学生试图用下图所示装置来确定该化学反应中各物质的计量关系

试回答：

（1）加热过程中，试管A中发生的实验现象为。

（2）装置E和F的作用是；

（3）该学生使用装置B的本意是除去混合气体中的三氧化硫以提纯氧气，他的做法正确

吗？为什么？

（4）该学生利用上述装置将一定质量的无水硫酸铜置于A中加热使其分解，最后测得氧

气的体积偏小，其原因可能是　　　　（填序号）

A．无水硫酸铜未完全分解o*m

B．实验结束时装置A中残留有气体

C．被溶液吸收时产生了气体

D．最后读量筒中的读数时，E中的液面低于F中的液面

（5）另一学生将4.8g无水硫酸铜充分加热使其完全分解后，用正确的实验方法除去了生成物中的二氧化硫和三氧化硫，最后测出氧气的体积为224mL（标准状况）。据此可计算出二氧化硫为 mol，三氧化硫为 mol。

（6）由上述实验数据可知无水硫酸铜受热分解的化学方程式为：

___________________________________________________________________

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科目：高中化学 来源： 题型：解答题

含有硫的化合物在工业生产中应用广泛，回答下列问题：
（1）黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS₂．
①测得某黄铜矿（CuFeS₂）中含硫20%（质量分数），求该矿石含铜的质量分数．
②现有一种天然黄铜矿（含少量脉石），为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：称取研细的黄铜矿样品1.150g，在空气中进行煅烧，生成Cu、Fe₃O₄和SO₂气体，用100mL滴有淀粉的蒸馏水全部吸收SO₂，然后取10mL吸收液，用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定，用去标准碘溶液的体积为20.00mL．求该黄铜矿的纯度．
（2）将FeS和Fe₂O₃的混和物56.6g，用足量稀H₂SO₄溶解后可得3.2g硫，求原混和物中FeS的质量．
（3）一定温度下，硫酸铜受热分解生成CuO、SO₂、SO₃和O₂．已知：SO₂、SO₃都能被碱石灰和氢氧化钠溶液吸收．利用下图装置加热无水硫酸铜粉末直至完全分解．若无水硫酸铜粉末质量为10.0g，完全分解后，各装置的质量变化关系如下表所示．
装置 A
（试管+粉末） B C
反应前 42.0g 75.0g 140.0g
反应后 37.0g 79.0g 140.5g
请通过计算，推断出该实验条件下硫酸铜分解的化学方程式．
（4）硫化钠是用于皮革的重要化学试剂，可用无水Na₂SO₄与炭粉在高温下反应制得，化学方程式如下：
①Na₂SO₄+4C $数学公式$ Na₂S+4CO　 ②Na₂SO₄+4CO $数学公式$ Na₂S+4CO₂
①若在反应过程中，产生CO和CO₂混合气体为2mol，求生成Na₂S的物质的量．
②硫化钠晶体放置在空气中，会缓慢氧化成Na₂SO₃，甚至是Na₂SO₄，现将43.72g部分变质的硫化钠样品溶于水中，加入足量盐酸后，过滤得4.8g沉淀和1.12L H₂S 气体（标准状况，假设溶液中气体全部逸出），在滤液中加入足量的BaCl₂后过滤得2.33g沉淀，分析该硫化钠样品的成分及其物质的量．

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科目：高中化学 来源：2013年上海市闸北区高考化学二模试卷（解析版） 题型：解答题

含有硫的化合物在工业生产中应用广泛，回答下列问题：
（1）黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS₂．
①测得某黄铜矿（CuFeS₂）中含硫20%（质量分数），求该矿石含铜的质量分数．
②现有一种天然黄铜矿（含少量脉石），为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：称取研细的黄铜矿样品1.150g，在空气中进行煅烧，生成Cu、Fe₃O₄和SO₂气体，用100mL滴有淀粉的蒸馏水全部吸收SO₂，然后取10mL吸收液，用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定，用去标准碘溶液的体积为20.00mL．求该黄铜矿的纯度．
（2）将FeS和Fe₂O₃的混和物56.6g，用足量稀H₂SO₄溶解后可得3.2g硫，求原混和物中FeS的质量．
（3）一定温度下，硫酸铜受热分解生成CuO、SO₂、SO₃和O₂．已知：SO₂、SO₃都能被碱石灰和氢氧化钠溶液吸收．利用下图装置加热无水硫酸铜粉末直至完全分解．若无水硫酸铜粉末质量为10.0g，完全分解后，各装置的质量变化关系如下表所示．

装置	A （试管+粉末）	B	C
反应前	42.0g	75.0g	140.0g
反应后	37.0g	79.0g	140.5g

Na₂S+4CO ②Na₂SO₄+4CO

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同步练习册答案

实验小组	称取CuSO₄ 的质量/g	仪器C增加的质量/g	量筒中水的体积折算标准状况下气体的体积/mL
①	6.4	2.56	224
②	6.4	2.56	448

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