Question

（15分）某校一研究性學習小組對膽礬晶體受熱分解進行討論。
Ⅰ．他們查閱資料得知：將膽礬晶體置于烘箱中加熱時，在79～134℃,晶體失重14．4％；134～250℃，又失重14．4％；250～300℃，再失重7．2％。之后加熱至620℃，質量維持不變。小組經過計算得出，膽礬在300～620℃的固體殘留物為無水硫酸銅，134℃時的固體殘留物的化學式為                    。
Ⅱ．小組對無水硫酸銅繼續升溫加熱的可能變化進行猜想。他們提出了產物的以下幾種猜想：
①．CuO、SO₃；。
②．CuO、SO₂和O₂；
③．CuO、SO₃和SO₂；
④．CuO、SO₃、SO₂和O₂
小組經過激烈討論，認為猜想③不用實驗就可排除，他們的理由是                   
查閱資料：①SO₃為無色晶體，熔點16．6℃，沸點44．8℃。
②SO₂，熔點:－72．4℃，沸點:－10℃；SO₂通入BaCl₂溶液中，無明顯現象。
Ⅲ．實驗探究：
小組按下圖所示安裝好實驗裝置。

（1）安裝好裝置后，未裝藥品前必須進行的操作是                          。
D裝置的作用是                    。
（2）按圖示裝好藥品后，用酒精噴燈對著硬質試管加熱。一會兒后，B中溶液產生白色渾濁，C中溶液逐漸褪色。
Ⅳ．實驗結果分析：
（1）小組同學大多認為無水硫酸銅熱分解產物應該為猜想④。但有一個同學提出質疑，他認為B中溶液產生白色渾濁并不一定能確定產物中含有SO₃。他的依據涉及的化學方程式是                                        。于是，小組同學經討論決定，再增加一個裝置E，你認為該裝置應加在          （填裝置字母）之間。增加裝置后，小組重新實驗，證明了產物中確實存在SO₃。你認為他們根據什么現象得到這一結論？                                      。
（2）小組在完成無水硫酸銅熱分解的化學方程式時遇到了困難。他們發現該化學方程式為不定方程式，存在無數種配平情況，經過慎密地分析，他們認為只要能確定某些物質的計量數之比，即可確定該化學方程式。如已知SO₂與SO₃的計量數之比，就能確定該化學方程式。若設SO₂與SO₃的計量數之比為x，請寫出配平后的化學方程式                   。

Answer 1

Ⅰ．CuSO₄·3H₂O
Ⅱ．產物中只有降價元素而無升價元素（從元素守恒角度分析也計分）
Ⅲ．（1）檢驗裝置氣密性（1分）  吸收尾氣，防止污染環境（合理答案均計分）
Ⅳ．（1）2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄  H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl（對一個計1分，寫總反應方程式計2分）
A B（有錯計0分 ）     E中試管里出現無色晶體（寫液體也給分）
（2） 2(x+1) CuSO₄  高溫 2(x+1)CuO + 2SO₃ ↑+ 2xSO₂ ↑+ xO₂↑

解析試題分析：Ⅰ．膽礬晶體在79～134℃,晶體失重14．4％，若是1mol晶體，則失去水為250g×14．4%=36g，即2molH₂O。134℃時的固體殘留物是CuSO₄·3H₂O。
Ⅱ．③是CuSO₄·5H₂O變為CuO、SO₃和SO₂，生成SO₂時S的化合價降低，沒有元素化合價升高，故假設不成立。
Ⅲ．（1）安裝好裝置后，未裝藥品前必須進行的操作是檢驗裝置氣密性。D裝置中盛放NaOH溶液作用是吸收酸性尾氣，防止污染環境。
考點：化學實驗設計與評價。