Question

17．在100mL 18.4mol•L^-1濃硫酸中加入1.2g木炭粉，加熱使之充分反應．并按如圖的裝置圖進行實驗，依次檢驗反應得到的產物，請回答下列問題：
（1）為了除去水蒸氣，則在集氣瓶A中裝一種液體試劑，則該試劑是c．
a．氫氧化鈉溶液  b．濃硝酸   c．濃硫酸   d．飽和食鹽水
（2）為了檢驗濃硫酸與木炭粉反應生成的二氧化硫，在B瓶中裝的試劑是品紅溶液（填化學式或名稱），C瓶中KMnO₄溶液的作用是氧化除去混合氣體中的SO₂，并檢驗SO₂是否除盡．
（3）已知二氧化硫可以與過氧化鈉反應生成硫酸鈉，如果將C瓶中裝的KMnO₄溶液用足量的過氧化鈉固體代替，則D瓶中澄清石灰水不變（填”變“或”不變“）渾濁，從導管E處出來的氣體主要含有氧氣（填化學式或名稱）和水蒸氣．
（4）假定上述條件下濃硫酸與木炭粉發(fā)生反應，最終木炭粉完全消失，冷卻到室溫，忽略溶液體積的變化，則燒瓶中溶質的物質的量濃度是多少？

Answer 1

分析 （1）被干燥的氣體不能反應，濃硫酸具有吸水性，可以干燥二氧化碳與二氧化硫；
（2）一般用品紅溶液檢驗SO₂，用澄清石灰水檢驗CO₂，因SO₂和CO₂都能使石灰水變渾濁，要先用品紅溶液檢驗SO₂，然后除掉SO₂，再檢驗CO₂；
（3）二氧化硫與過氧化鈉反應生成硫酸鈉，二氧化碳與過氧化鈉反應生成碳酸鈉與氧氣；
（4）根據(jù)C+2H₂SO₄（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S0₂↑+C0₂↑+2H₂O計算參加反應硫酸物質的量，進而計算燒瓶中硫酸的物質的量濃度．

解答 解：（1）氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化硫與二氧化碳，濃硝酸沒有吸水性，具有揮發(fā)性，可以氧化二氧化硫，飽和食鹽水不能吸收水蒸氣，濃硫酸具有吸水性，不與二氧化碳、二氧化硫反應，可以干燥二氧化碳與二氧化硫，
故選：c；
（2）B裝置中盛放品紅溶液，品紅溶液紅色褪去，說明生成SO₂，C裝置中酸性高錳酸鉀溶液氧化除去混合氣體中的SO₂，酸性高錳酸鉀溶液紫紅色沒有完全褪去，說明SO₂除盡，D中澄清石灰水變渾濁，說明生成CO₂，
故答案為：品紅溶液；氧化除去混合氣體中的SO₂，并檢驗SO₂是否除盡；
（3）二氧化硫與過氧化鈉反應生成硫酸鈉，二氧化碳與過氧化鈉反應生成碳酸鈉與氧氣，從C裝置中導出的氣體為氧氣，D瓶中澄清石灰水不變渾濁，從導管E處出來的氣體主要含有氧氣和水蒸氣，
故答案為：不變；氧氣；
（4）1.2g碳的物質的量為$\frac{1.2g}{12g/mol}$=0.1mol，由C+2H₂SO₄（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S0₂↑+C0₂↑+2H₂O，可知參加反應硫酸物質的量為0.1mol×2=0.2mol，燒瓶中硫酸的物質的量濃度為$\frac{0.1L×18.4mol/L-0.2mol}{0.1L}$=16.4mol/L，
答：燒瓶中硫酸的物質的量濃度為16.4mol/L．

點評 本題考查濃硫酸性質、化學實驗、化學計算等，關鍵是明確實驗原理，理解各裝置的作用，難度中等．