《2025年亮点给力大试卷九年级化学上册沪教版》

26. (15分)$CuSO_{4}$是化学实验中常见的试剂。
(1) 验证质量守恒定律。
步骤1:在锥形瓶中加入适量的$CuSO_{4}$溶液,塞好橡胶塞。将几根铁钉用砂纸打磨干净,将盛有$CuSO_{4}$溶液的锥形瓶和铁钉一起放在托盘天平上称量,记录所称质量为$m_{1}$。
步骤2:将铁钉浸入$CuSO_{4}$溶液中,塞好橡胶塞。观察实验现象,待反应有明显现象后,将盛有$CuSO_{4}$溶液和铁钉的锥形瓶一起放在托盘天平上称量,记录所称质量为$m_{2}$。
① 用砂纸将铁钉打磨干净的目的是除去铁钉表面的铁锈。
② 步骤2中可观察到的明显的实验现象是铁钉表面有红色物质析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。
③ $m_{1}$等于(填“大于”“小于”或“等于”)$m_{2}$。
(2) 探究$CuSO_{4}溶液对H_{2}O_{2}$分解是否具有催化作用。
① 若要证明$CuSO_{4}溶液对H_{2}O_{2}$分解具有催化作用,除需证明$CuSO_{4}$在反应前后化学性质和质量不发生改变外,还需证明的是$CuSO_{4}$溶液能改变$H_{2}O_{2}$分解的速率。
② 为探究$CuSO_{4}$在反应前后质量是否发生改变,某同学设计下列实验:向$H_{2}O_{2}$溶液中滴入10g$a\%的CuSO_{4}$溶液,待反应完全后,向试管中加入足量的$BaCl_{2}$溶液(已知$CuSO_{4}+BaCl_{2}\xlongequal{}BaSO_{4}\downarrow +CuCl_{2}$),将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥,称量沉淀物为bg。上述实验步骤中若缺少“洗涤、干燥”,则通过沉淀物bg计算出溶液中$CuSO_{4}$的质量大于(填“大于”“小于”或“等于”)0.1ag。
(3) 将16.0g$CuSO_{4}$置于坩埚中加热,固体质量与成分随温度变化的曲线如图所示。

① $650^{\circ}C$时,$CuSO_{4}$开始发生分解反应,生成CuO和另一种氧化物X,则X的化学式为$SO_{3}$。
② $1000^{\circ}C$时,CuO开始发生分解反应,生成$Cu_{2}O和O_{2}$。计算图中m的值(写出计算过程)。
解：16.0gCuSO₄中铜元素的质量为16.0g×(64/(64+32+16×4))=6.4g。650℃时生成CuO的质量为8.0g，其中铜元素质量为8.0g×(64/(64+16))=6.4g。1000℃时，CuO分解生成Cu₂O和O₂，根据铜元素质量守恒，Cu₂O中铜元素质量为6.4g。Cu₂O中铜元素的质量分数为(64×2)/(64×2+16)=128/144=8/9，所以生成Cu₂O的质量m=6.4g÷(8/9)=7.2g。答：m的值为7.2。

答案： 【解析】：
(1)①铁钉表面有铁锈，用砂纸将铁钉打磨干净的目的是除去铁钉表面的铁锈，利于铁和硫酸铜溶液反应。
②铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，步骤2中可观察到的明显的实验现象是铁钉表面有红色物质析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。
③因为化学反应都遵循质量守恒定律，$m_{1}$等于$m_{2}$。
(2)①催化剂能改变化学反应速率，且化学反应前后质量和化学性质不变。若要证明$CuSO_{4}$溶液对$H_{2}O_{2}$分解具有催化作用，除需证明$CuSO_{4}$在反应前后化学性质和质量不发生改变外，还需证明的是$CuSO_{4}$溶液能改变$H_{2}O_{2}$分解的速率。
②向$H_{2}O_{2}$溶液中滴入10g$a\%$的$CuSO_{4}$溶液，待反应完全后，向试管中加入足量的$BaCl_{2}$溶液，硫酸铜和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化铜，将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥，称量沉淀物为$b$g。上述实验步骤中若缺少“洗涤、干燥”，则沉淀物中会混有氯化钡溶液等其他物质，导致沉淀物质量偏大，通过沉淀物$b$g计算出溶液中$CuSO_{4}$的质量大于0.1ag。
(3)①根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变。$650^{\circ}C$时，$CuSO_{4}$开始发生分解反应，生成$CuO$和另一种氧化物$X$，$CuSO_{4}$中含有铜、硫、氧三种元素，$CuO$中含有铜、氧元素，所以$X$中一定含有硫元素和氧元素，即为$SO_{3}$。
②$1000^{\circ}C$时，$CuO$开始发生分解反应，生成$Cu_{2}O$和$O_{2}$，根据$CuO$中铜元素和氧元素的质量比以及$Cu_{2}O$中铜元素和氧元素的质量比来计算$m$的值。
$CuO$中铜元素和氧元素的质量比为$64:16 = 4:1$，$16.0gCuSO_{4}$中铜元素的质量为$16.0g×\frac{64}{64 + 32 + 16×4}=6.4g$，$650^{\circ}C$时生成$CuO$的质量为$8.0g$，其中铜元素质量为$8.0g×\frac{64}{64 + 16}=6.4g$，说明$650^{\circ}C$时$CuSO_{4}$完全分解生成$CuO$。$1000^{\circ}C$时，$CuO$分解生成$Cu_{2}O$和$O_{2}$，$Cu_{2}O$中铜元素和氧元素的质量比为$(64×2):16 = 8:1$，设生成$Cu_{2}O$的质量为$m$，则$\frac{m×\frac{64×2}{64×2 + 16}}{m×\frac{16}{64×2 + 16}} = \frac{6.4g}{(8.0g - m)}$（根据铜元素质量守恒以及$Cu_{2}O$中铜氧质量比列方程），解得$m = 7.2g$。
【答案】：
(1)①除去铁钉表面的铁锈；②铁钉表面有红色物质析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色；③等于
(2)①$CuSO_{4}$溶液能改变$H_{2}O_{2}$分解的速率；②大于
(3)①$SO_{3}$；②$7.2$