Question

【題目】硫酸銅晶體(CuSO4·xH2O)是一種用途廣泛的試劑。某小組擬探究硫酸銅晶體的性質。

實驗I:探究硫酸銅的氧化性。

取適量硫酸銅溶液于試管中，加入(NH4)2SO3溶液，產生沉淀M。過濾、洗滌，得到固體M。為了探究M的組成，進行如下實驗:

①將一定量同體M分成兩份。

②在一份固體中加入稀硫酸，產生有刺激性氣味的氣體(X)，溶液變成藍色并有紅色固體生成；將氣體通入品紅溶液中，品紅溶液褪色。

③在另一份固體中加入濃燒堿溶液，共熱，產生氣體(Y)，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍。回答下列問題:

（1）Y的電子式為_____________________。

（2）經測定M中陽離子、陰離子個數之比為2:1。M的化學式為__________。

實驗II:探究硫酸銅晶體的熱穩定性。

取少量硫酸銅晶體進行實驗，裝置如圖所示。

己知部分實驗現象為:A中藍色晶體逐漸變成白色粉末，最后變成黑色粉末；B中產生白色沉淀；D中溶液變成紅色。

（3）分析推測硫酸銅晶體的分解產物有_________________________。

（4）B、C裝置的位置不能互換的原因是_______________________________________。

（5）D中的反應分兩步進行，寫出第一步反應的離子方程式_____________________。

Answer 1

【答案】 NH4CuSO3 CuO、SO3、SO2、O2、H2O 互換后，SO3溶于品紅溶液，BaCl2溶液無法檢出SO3 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O

【解析】分析：I、在一份固體中加入稀硫酸，產生有刺激性氣味的氣體(X)，溶液變成藍色并有紅色固體生成，說明有硫酸銅和單質銅生成；將氣體通入品紅溶液中，品紅溶液褪色，氣體是二氧化硫。

③在另一份固體中加入濃燒堿溶液，共熱，產生氣體(Y)，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，Y是氨氣；

II、A中藍色晶體逐漸變成白色粉末，最后變成黑色粉末，說明逐漸失去結晶水，最終變為氧化銅；B中產生白色沉淀，白色沉淀是硫酸鋇，說明有三氧化硫產生；D中溶液變成紅色，說明有鐵離子生成，因此分解產物中有氧化性氣體產生，結合物質的性質、氧化還原反應原理分析判斷。

詳解：（1）根據以上分析可知Y是堿性氣體氨氣，氨氣是含有共價鍵的共價化合物，氨氣的電子式為。

（2）根據以上分析可知M中的陽離子是銨根離子和亞銅離子，陰離子是亞硫酸根離子。經測定M中陽離子、陰離子個數之比為2:1，因此根據物質顯電中性可知M的化學式為NH4CuSO3。

（3）根據以上分析可知分解產物中含有水蒸氣、氧化銅、三氧化硫。具有氧化性的氣體應該是氧氣，氧氣只能是氧化產物，則一定還存在還原產物二氧化硫，即硫酸銅晶體的分解產物有CuO、SO3、SO2、O2、H2O。

（4）由于互換后，SO3溶于品紅溶液，BaCl2溶液無法檢出SO3，所以B、C裝置的位置不能互換。

（5）D中的反應分兩步進行，第一步是氧氣氧化亞鐵離子，然后鐵離子與KSCN溶液反應，則第一步反應的離子方程式為4Fe2++O2+4H+＝4Fe3++2H2O。