Question

硫酸铜晶体(CuSO₄·xH₂O)是一种用途广泛的试剂。某小组拟探究硫酸铜晶体的性质。

实验I:探究硫酸铜的氧化性。

取适量硫酸铜溶液于试管中，加入(NH₄)₂SO₃溶液，产生沉淀M。过滤、洗涤，得到固体M。为了探究M的组成，进行如下实验:

①将一定量同体M分成两份。

②在一份固体中加入稀硫酸，产生有刺激性气味的气体(X)，溶液变成蓝色并有红色固体生成；将气体通入品红溶液中，品红溶液褪色。

③在另一份固体中加入浓烧碱溶液，共热，产生气体(Y)，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。回答下列问题:

（1）Y的电子式为_____________________。

（2）经测定M中阳离子、阴离子个数之比为2:1。M的化学式为__________。

实验II:探究硫酸铜晶体的热稳定性。

取少量硫酸铜晶体进行实验，装置如图所示。

己知部分实验现象为:A中蓝色晶体逐渐变成白色粉末，最后变成黑色粉末；B中产生白色沉淀；D中溶液变成红色。

（3）分析推测硫酸铜晶体的分解产物有_________________________。

（4）B、C装置的位置不能互换的原因是_______________________________________。

（5）D中的反应分两步进行，写出第一步反应的离子方程式_____________________。

Answer

NH4CuSO3 CuO、SO3、SO2、O2、H2O 互换后，SO3溶于品红溶液，BaCl2 溶液无法检出SO3 4Fe2++O2+4H+=4Fe3+ +2H2O

【解析】分析：I、在一份固体中加入稀硫酸，产生有刺激性气味的气体(X)，溶液变成蓝色并有红色固体生成，说明有硫酸铜和单质铜生成；将气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，气体是二氧化硫。

③在另一份固体中加入浓烧碱溶液，共热，产生气体(Y)，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，Y是氨气；

II、A中蓝色晶体逐渐变成白色粉末，最后变成黑色粉末，说明逐渐失去结晶水，最终变为氧化铜；B中产生白色沉淀，白色沉淀是硫酸钡，说明有三氧化硫产生；D中溶液变成红色，说明有铁离子生成，因此分解产物中有氧化性气体产生，结合物质的性质、氧化还原反应原理分析判断。

详【解析】
（1）根据以上分析可知Y是碱性气体氨气，氨气是含有共价键的共价化合物，氨气的电子式为。

（2）根据以上分析可知M中的阳离子是铵根离子和亚铜离子，阴离子是亚硫酸根离子。经测定M中阳离子、阴离子个数之比为2:1，因此根据物质显电中性可知M的化学式为NH4CuSO3。

（3）根据以上分析可知分解产物中含有水蒸气、氧化铜、三氧化硫。具有氧化性的气体应该是氧气，氧气只能是氧化产物，则一定还存在还原产物二氧化硫，即硫酸铜晶体的分解产物有CuO、SO3、SO2、O2、H2O。

（4）由于互换后，SO3溶于品红溶液，BaCl2溶液无法检出SO3，所以B、C装置的位置不能互换。

（5）D中的反应分两步进行，第一步是氧气氧化亚铁离子，然后铁离子与KSCN溶液反应，则第一步反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+＝4Fe3++2H2O。