Question

3．研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理對環(huán)境保護有重要意義，某化學實驗愛好小組擬用銅和濃硫酸來制備二氧化硫，以探究SO₂的性質，設計如圖1方案：

（1）請寫出A₁中發(fā)生反應的化學方程式：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）B、C、D分別用于檢驗SO₂的還原性、氧化性和漂白性．其中C、D分別為硫化氫和品紅的水溶液，則B中所盛試劑為碘水或溴水或酸性高錳酸鉀溶液．
（3）為了實現(xiàn)綠色實驗的目標，某同學重新設計了如圖2A₂的制取裝置來代替A₁裝置，與A₁裝置相比，A₂裝置的優(yōu)點是：：①不用加熱，安全性能高．②易于控制反應進行，反應更充分．（任寫一個）（任寫一點即可）．
（4）E中用氨水吸收尾氣中的SO₂，“吸收液”中可能含有OH^-、SO₃^2-、SO₄^2-、HSO₃^-等陰離子．已知亞硫酸氫鹽一般易溶于水，SO₂也易溶于水．現(xiàn)有儀器和試劑為：小燒杯、試管、玻璃棒、膠頭滴管、過濾裝置和濾紙；2mol/L鹽酸、1mol/L BaCl₂溶液、1mol/L Ba（OH）₂溶液、品紅溶液、蒸餾水．
請設計實驗證明“吸收液”中存在SO₃^2-和HSO₃^-，完成下表的實驗操作、預期現(xiàn)象和結論：

實驗操作	預期現(xiàn)象與結論
步驟1：取適量“吸收液”于小燒杯中，用膠頭滴管取1mol/L BaCl2溶液向小燒杯滴加直至過量．	若出現(xiàn)白色渾濁，則溶液中存在SO32-或 SO42-．
步驟2：將小燒杯中的濁液過濾、洗滌，再用適量水把附在濾紙上的固體沖入另一小燒杯中；向沖下的固體滴入1滴（或少量）品紅，再滴入過量2mol/L鹽酸，振蕩	若品紅褪色（或有氣泡），， 則“吸收液”中存在 SO32-．
步驟3：用試管取適量濾液，向其中（或小燒杯中）滴入過量的1mol/LBa（OH）2溶液[或滴入1滴（或少量）品紅溶液，再滴入2-3滴（或過量）的2mol/L鹽酸]，振蕩	若出現(xiàn)白色沉淀（或品紅溶液褪色，或有氣泡）， 則“吸收液”中存在 HSO3-．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗裝置圖可知，A₁中用銅與濃硫酸在加熱的條件下反應生成二氧化硫，據(jù)此書寫反應的化學方程式；
（2）銅和濃硫酸加熱反應生成二氧化硫氣體，B、C、D分別用于檢驗SO₂的還原性、氧化性和漂白性．其中C、D分別為硫化氫和品紅的水溶液，檢驗二氧化硫的氧化性和漂白性；二氧化硫具有還原性，和碘水或溴水或酸性高錳酸鉀溶液反應；
（3）依據(jù)裝置圖對比分析不同，總結優(yōu)點；
（4）依據(jù)SO₃^2-和HSO₃^-離子的性質和檢驗方法設計實驗進行檢驗設計；結合題干信息和條件，取少量于小燒杯中加入過量氯化鋇反應生成沉淀為亞硫酸鋇或硫酸鋇沉淀；取沉淀加入酸的生成二氧化硫，通過檢驗二氧化硫的存在方法驗證亞硫酸根離子的存在；取濾液依據(jù)亞硫酸氫根離子和酸反應可以生成二氧化硫，檢驗二氧化硫完成實驗設計，或通過亞硫酸氫根離子和氫氧化鋇反應生成沉淀分析判斷；

解答 解：（1）根據(jù)實驗裝置圖可知，A₁中用銅與濃硫酸在加熱的條件下反應生成二氧化硫，反應的化學方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）依據(jù)裝置圖可知，銅和濃硫酸加熱反應生成二氧化硫氣體，B、C、D分別用于檢驗SO₂的還原性、氧化性和漂白性．其中C、D分別為硫化氫和品紅的水溶液，檢驗二氧化硫的氧化性和漂白性；二氧化硫具有還原性，和碘水或溴水或酸性高錳酸鉀溶液反應，所以B為碘水或溴水或酸性高錳酸鉀溶液，
故答案為：碘水或溴水或酸性高錳酸鉀溶液； 
（3）裝置圖分析可知，A₂的制取裝置來代替A₁裝置，可以不需要加熱，用分液漏斗加入硫酸可以控制反應速率，反應裝置安全；
故答案為：①不用加熱，安全性能高．②易于控制反應進行，反應更充分．（任寫一個）
（4）依據(jù)SO₃^2-和HSO₃^-離子的性質和檢驗方法設計實驗進行檢驗設計；結合題干信息和條件，取少量于小燒杯中加入過量氯化鋇反應生成沉淀為亞硫酸鋇或硫酸鋇沉淀；取沉淀加入酸的生成二氧化硫，通過檢驗二氧化硫的存在方法驗證亞硫酸根離子的存在；取濾液依據(jù)亞硫酸氫根離子和酸反應可以生成二氧化硫，檢驗二氧化硫完成實驗設計，或通過亞硫酸氫根離子和氫氧化鋇反應生成沉淀分析判斷；實驗設計方法和步驟為：

實驗操作	預期現(xiàn)象與結論
步驟2：滴入1滴（或少量）品紅，再滴入過量2mol/L鹽酸，振蕩	若品紅褪色（或有氣泡），則“吸收液”中存在 SO32-．
步驟3：用試管取適量濾液，向其中（或小燒杯中）滴入過量的1mol/LBa（OH）2溶液[或滴入1滴（或少量）品紅溶液，再滴入2-3滴（或過量）的2mol/L鹽酸]，振蕩．	若出現(xiàn)白色沉淀（或品紅溶液褪色，或有氣泡），則“吸收液”中存在 HSO3-．

故答案為：

實驗操作	預期現(xiàn)象與結論
步驟2：滴入1滴（或少量）品紅，再滴入過量2mol/L鹽酸，振蕩	若品紅褪色（或有氣泡）
步驟3：用試管取適量濾液，向其中（或小燒杯中）滴入過量的1mol/LBa（OH）2溶液[或滴入1滴（或少量）品紅溶液，再滴入2-3滴（或過量）的2mol/L鹽酸]，振蕩．	若出現(xiàn)白色沉淀（或品紅溶液褪色，或有氣泡），

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點評 本題考查了二氧化硫性質的實驗驗證方法和實驗設計分析步驟，掌握實驗基礎和離子性質、離子檢驗方法，正確選擇試劑，描述反應現(xiàn)象，題目難度中等．