15.實(shí)驗(yàn)室常用亞硫酸鈉固體和70%的濃硫酸制備SO2氣體,反應(yīng)方程式為Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+H2O,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置,收集一試管干燥的SO2氣體.
(1)在下面方框中,A表示由分液漏斗和錐形瓶組成的氣體發(fā)生器,請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上的A后完成該反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖(夾持裝置、連接膠管不必畫(huà)出,尾氣處理部分必須畫(huà)出,需要加熱的儀器下方用△標(biāo)出),按氣流方向在每件儀器下方標(biāo)出字母B、C…;其它可選用的儀器(數(shù)量不限)簡(jiǎn)易表示如下:
(2)根據(jù)方框中的裝置圖甲,在答題卡上填寫(xiě)下表(可不填滿(mǎn)) 
儀器標(biāo)號(hào)儀器中所加物質(zhì)作用
A亞硫酸鈉、濃硫酸產(chǎn)生SO2
   
   
   
   
  
(3)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖乙裝置測(cè)定收集到的氣體中SO2的含量,反應(yīng)管中裝有酸性高猛酸鉀溶液.
①SO2和酸性高猛酸鉀溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+
②反應(yīng)管內(nèi)溶液紫紅色消失后,若沒(méi)有及時(shí)停止通氣,則測(cè)得的SO2含量偏低(選填:“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)
③若酸性高猛酸鉀溶液體積為V1mL,濃度為cmol/L,量氣管內(nèi)增加的水的體積為V2mL(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積).用c、V1、V2表示SO2的體積百分含量為=$\frac{56{V}_{1}c}{56{V}_{1}c+V{\;}_{2}}$×100%.

分析 (1)制備氣體的一般裝置:發(fā)生裝置、凈化裝置、收集裝置,據(jù)此解答;
(2)依據(jù)設(shè)計(jì)步驟和試劑選擇用亞硫酸鈉與濃硫酸制備純凈、干燥的二氧化硫,需要在裝置A中加入亞硫酸鈉,分液漏斗中加入濃硫酸,二氧化硫中含有水蒸氣,通過(guò)濃硫酸除去水蒸氣,在集氣瓶中收集純凈干燥的氯氣,最后用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫防止污染空氣;
(3)①高錳酸根離子在酸性環(huán)境下具有強(qiáng)的氧化性,能夠氧化二氧化硫生成硫酸根離子;
②反應(yīng)管內(nèi)溶液紫紅色消失時(shí),SO2與反應(yīng)管內(nèi)所含的高錳酸根離子恰好反應(yīng),若沒(méi)及時(shí)停止通氣,則未反應(yīng)的SO2氣體也排水到量氣管;
③根據(jù)反應(yīng):5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+,n(SO2)=2.5V1c×10-3mol,依據(jù)V=Vmn計(jì)算二氧化硫的體積,然后計(jì)算二氧化硫的百分含量.

解答 解:(1)制備氣體的一般裝置:發(fā)生裝置、凈化裝置、收集裝置,依據(jù)反應(yīng)方程式為Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+H2O,制備干燥的二氧化硫需要在A中加入亞硫酸鈉固體,分液漏斗中加入濃硫酸,加熱反應(yīng)生成二氧化硫,二氧化硫中含有水蒸氣,需要通過(guò)濃硫酸除去水蒸氣,在集氣瓶中收集純凈干燥的二氧化硫,最后用氫氧化鈉溶液吸收過(guò)量的二氧化硫防止污染空,如圖,
故答案為:;

(2)依據(jù)設(shè)計(jì)步驟和試劑選擇用亞硫酸鈉與濃硫酸制備純凈、干燥的二氧化硫,需要在裝置A中加入亞硫酸鈉,分液漏斗中加入濃硫酸,二氧化硫中含有水蒸氣,通過(guò)濃硫酸除去水蒸氣,在集氣瓶中收集純凈干燥的氯氣,最后用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫防止污染空氣;
故答案為:

儀器標(biāo)號(hào)儀器中所加物質(zhì)作用
A亞硫酸鈉、濃硫酸產(chǎn)生SO2
 B濃硫酸 除去水蒸氣 
 C  
 D 氫氧化鈉溶液吸收過(guò)量的二氧化硫,防止空氣污染 
   
  
(3)①高錳酸根離子在酸性環(huán)境下具有強(qiáng)的氧化性,能夠氧化二氧化硫生成硫酸根離子.離子方程式:5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+;
故答案為:5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+
②反應(yīng)管內(nèi)溶液紫紅色消失后,若沒(méi)有及時(shí)停止通氣,“沒(méi)有及時(shí)停止通氣”就會(huì)使得V(混合氣體)增大,則二氧化硫的含量偏低;
故答案為:偏低;
③根據(jù)反應(yīng):5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+,n(SO2)=2.5V1c×10-3mol,其標(biāo)況下體積=2.5V1c×10-3mol×22.4L/mol=22.4×2.5V1c×10-3L,即22.4×2.5V1cml=56V1cml;所以SO2的體積百分含量為=$\frac{56{V}_{1}c}{56{V}_{1}c+V{\;}_{2}}$×100%;
故答案為:$\frac{56{V}_{1}c}{56{V}_{1}c+V{\;}_{2}}$×100%.

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是二氧化硫的制備、性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)誤差的判斷,熟悉實(shí)驗(yàn)原理是解題關(guān)鍵,注意二氧化硫含量誤差分析和SO2的百分含量計(jì)算,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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10.在配制 100mL 2mol/L 的NaCl溶液時(shí),下列操作會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏低的是( 。
①用托盤(pán)天平稱(chēng)量時(shí)砝碼放在左盤(pán)
②托盤(pán)天平的砝碼上有一層鐵銹
③將燒杯中的溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶時(shí)不慎灑到容量瓶外
④定容時(shí)俯視刻度線(xiàn)
⑤定容時(shí)仰視刻度線(xiàn)
⑥干凈的容量瓶未經(jīng)干燥就用于配制溶液.
A.②④⑥B.①③④C.①③⑤D.②③④

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20.某同學(xué)用NaCl固體配制200mL 1mol/L的NaCl溶液,請(qǐng)回答下列問(wèn)題.
(1)用托盤(pán)天平稱(chēng)取NaCl固體,其質(zhì)量是11.7 g.
(2)實(shí)驗(yàn)操作的正確順序是④⑥③⑤①②(填序號(hào)).
①繼續(xù)加蒸餾水至液面距刻度線(xiàn)1~2 cm處,改用膠頭滴管小心滴加蒸餾水至溶液凹液面與刻度線(xiàn)相切;
②蓋好容量瓶瓶塞,充分搖勻;
③把所得溶液冷卻至室溫后,小心轉(zhuǎn)入容量瓶中;
④稱(chēng)量固體;
⑤用少量蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2~3次,每次洗滌的液體都小心轉(zhuǎn)入容量瓶中
⑥把稱(chēng)量好的固體放入小燒杯中,加適量蒸餾水溶解.
(3)下列操作對(duì)溶液濃度有何影響(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”):
a.配制溶液時(shí),容量瓶未干燥:無(wú)影響
b.配制過(guò)程中,沒(méi)有洗滌燒杯和玻璃棒:偏低
c.定容時(shí),俯視刻度線(xiàn):偏高
d.從配制好的溶液中取出10mL:無(wú)影響.

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7.有A、B、C、D4個(gè)反應(yīng):
反應(yīng)ABCD
△Hl(kJ•mol-210.51.80-126-11.7
△Sl(J•mol-1•K-130.0-113.084.0-105.0
根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答:在任何溫度都能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是C(填反應(yīng)的字母編號(hào),下同);在任何溫度都不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是B.

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4.將X氣體通入Y溶液中,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測(cè)的現(xiàn)象一致的組合是(  )
選項(xiàng)X氣體Y溶液預(yù)測(cè)的現(xiàn)象
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SO2Ba(N032溶液白色沉淀析出
Cl2AgNO3溶液白色沉淀析出
NH3AlCl3溶液白色沉淀析出
A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④

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5.下列措施不能增大相應(yīng)反應(yīng)的反應(yīng)速率的是( 。
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B.Fe與稀H2SO4反應(yīng)生成氫氣,改用濃H2SO4
C.Cu與稀HNO3反應(yīng)制NO,用酒精燈加熱
D.在H2+I2?2HI的反應(yīng)中,增大壓強(qiáng)

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