Question

3．I．某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)為了探究銅與濃硫酸的反應(yīng)．進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．
①先連接好裝置，檢查氣密性，再加入試劑；
②加熱A試管，B中品紅溶液褪色，熄滅酒精燈；
③將銅絲向上抽動(dòng)離開液面．

（1）A試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）在盛有BaCl₂溶液的C試管中，除了導(dǎo)管口有氣泡外，無其他明顯現(xiàn)象，若將其分成兩份，分別滴加氯水和氨水都會(huì)有白色沉淀生成，寫出其中SO₂顯示還原性的反應(yīng)的離子方程式Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓．
（3）實(shí)驗(yàn)完畢后，先熄滅酒精燈，由于導(dǎo)管E的存在，B中的液體不會(huì)倒吸入A中，其原因是當(dāng)A試管中氣壓減小時(shí)，空氣從E導(dǎo)管進(jìn)入A中，維持A中氣壓平衡
（4）實(shí)驗(yàn)完畢后，裝置中殘留氣體有毒，不能打開膠塞．為了防止該氣體排人空氣中污染環(huán)境，拆除裝置前，應(yīng)當(dāng)采取的操作是從E管口向A中緩緩鼓入空氣將殘留的SO₂趕入NaOH中充分吸收
（5）將SO₂氣體通入含有2mol Na₂S的溶液中，溶液中出現(xiàn)黃色渾濁，試分析該溶液最多能吸收SO₂氣體5mol（不考慮溶解的SO₂）
II．（6分）某研究性學(xué)習(xí)小組在研究二氧化硫漂白作用時(shí)，從“氯氣的漂白作用實(shí)際上是氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸的漂白作用”得到啟發(fā)．為了探究二氧化硫的漂白作用到底是二氧化硫本身還是二氧化硫與水作用的產(chǎn)物，該小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)．請回答相關(guān)問題．
（1）實(shí)驗(yàn)室用亞硫酸鈉粉末跟硫酸制取二氧化硫，現(xiàn)有下列三種硫酸溶液，應(yīng)選用B （填字母）． 
A．98%濃硫酸    B．70%硫酸    C．l0%稀硫酸
（2）為了探究SO₂能否使品紅褪色，該同學(xué)選擇了正確的藥品后設(shè)計(jì)了如圖2所示實(shí)驗(yàn)裝置，請指出實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)中的不合理之處．
①不能用長頸漏斗，應(yīng)改用分液漏斗．
②缺少二氧化硫的干燥裝置．
（3）該同學(xué)選擇了正確裝置后，實(shí)驗(yàn)中控制二氧化硫以大約每秒3個(gè)氣泡的速度通過品紅的酒精溶液時(shí)，經(jīng)過一小時(shí)后，品紅仍不褪色．為此，你認(rèn)為使品紅的水溶液褪色的微�？赡苁荋SO₃^-、SO₃^2-、H₂SO₃．
（4）該同學(xué)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)如下：取等量相同濃度的品紅水溶液于兩支試管中，再分別加入少量亞硫酸鈉固體和亞硫酸氫鈉固體，兩支試管中的品紅都褪色，他得出結(jié)論：使品紅褪色的微�？隙ㄊ�$HSO_3^-$或SO${\;}_{3}^{2-}$．你認(rèn)為他的結(jié)論是否正確不正確，其理由是因?yàn)閬喠蛩岣�離子和亞硫酸氫根離子都會(huì)水解生成亞硫酸．

Answer 1

分析 I．（1）加熱條件下，Cu和濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuSO₄、SO₂、H₂O，根據(jù)反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)條件書寫方程式；
（2）SO₂具有還原性，能被強(qiáng)氧化劑氧化生成硫酸，據(jù)此寫出二氧化硫與氯氣反應(yīng)的離子方程式；
（3）A中氣體和外界相通，能利用大氣壓平衡A中壓強(qiáng)；
（4）SO₂有毒，為防止SO₂污染空氣，應(yīng)該將裝置中氣體全部通入NaOH溶液中，使SO₂被完全吸收；
（5）SO₂具有氧化性，能和Na₂S反應(yīng)生成S單質(zhì)，當(dāng)吸收二氧化硫最多時(shí)生成亞硫酸氫鈉和S，反應(yīng)方程式為5SO₂+2Na₂S+2H₂O=3S↓+4NaHSO₃，根據(jù)二者之間的關(guān)系式計(jì)算；
II．（1）根據(jù)濃硫酸和二氧化硫的性質(zhì)分析，濃度大時(shí)硫酸以分子形式存在，硫酸稀時(shí)，二氧化硫易溶于水，據(jù)此分析．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募岸�氧化硫的性質(zhì)分析，應(yīng)制取干燥的二氧化硫氣體，為控制液體的量，應(yīng)選取易控制流量的儀器；
（3）根據(jù)二氧化硫、品紅溶液、品紅酒精溶液的性質(zhì)分析；
（4）亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉都能水解生成亞硫酸，根據(jù)溶液中存在的含硫微粒判斷．

解答 解：（1）加熱條件下，Cu和濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuSO₄、SO₂、H₂O，根據(jù)反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)條件知，該反應(yīng)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）SO₂具有還原性，能被強(qiáng)氧化劑氧化生成硫酸，Cl₂具有強(qiáng)氧化性，在水溶液里能將SO₂氧化為硫酸，硫酸和BaCl₂溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成BaSO₄，離子方程式為：Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，
故答案為：Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
（3）當(dāng)A中氣體壓強(qiáng)減小時(shí)，外界大氣壓不變，空氣從E進(jìn)入A，使A中壓強(qiáng)平衡，所以B中壓強(qiáng)不會(huì)產(chǎn)生倒吸，
故答案為：當(dāng)A試管中氣壓減小時(shí)，空氣從E導(dǎo)管進(jìn)入A中，維持A中氣壓平衡；
（4）SO₂有毒不能直接排空，為防止SO₂污染空氣，應(yīng)該將裝置中氣體全部通入NaOH溶液中，使SO₂被完全吸收，其基本操作方法為從E管口向A中緩緩鼓入足量空氣，將殘留的二氧化硫趕入NaOH溶液中，使其完全被吸收，
故答案為：從E管口向A中緩緩鼓入空氣將殘留的SO₂趕入NaOH中充分吸收；
（5）SO₂具有氧化性，能和Na₂S反應(yīng)生成S單質(zhì)，當(dāng)吸收二氧化硫最多時(shí)生成亞硫酸氫鈉和S，反應(yīng)方程式為5SO₂+2Na₂S+2H₂O=3S↓+4NaHSO₃，設(shè)最多吸收的二氧化硫物質(zhì)的量為x，
5SO₂+2Na₂S+2H₂O=3S↓+4NaHSO₃，
5mol 2mol
x    2mol
5mol：2mol=x：2mol
x=$\frac{5mol×2mol}{2mol}$=5mol，
故答案為：5；
II．（1）硫酸和亞硫酸鈉固體制取二氧化硫發(fā)生的是離子反應(yīng)，如果硫酸濃度過大，硫酸是以分子形式存在，沒有電離出H⁺，不能反應(yīng)生成SO₂；如果硫酸濃度過低，二氧化硫易溶于水，不利于二氧化硫放出，所以選取70%硫酸，故選B，
故答案為：B；
（2）為控制硫酸的流量應(yīng)選取分液漏斗，該實(shí)驗(yàn)是探究干燥的SO₂能不能使品紅褪色，所以二氧化硫通入品紅溶液前要進(jìn)行干燥，
故答案為：不能用長頸漏斗，應(yīng)改用分液漏斗；缺少二氧化硫的干燥裝置；
（3）二氧化硫和水反應(yīng)生成亞硫酸，二氧化硫和酒精不反應(yīng)，二氧化硫能使品紅溶液褪色而不能使品紅的酒精溶液褪色，由此得出S0₂的漂白作用是SO₂與水作用的產(chǎn)物導(dǎo)致的，二氧化硫和水反應(yīng)生成亞硫酸、亞硫酸電離生成亞硫酸氫根離子、亞硫酸氫根離子電離生成亞硫酸根離子，所以使品紅的水溶液褪色的微�？赡苁牵篐SO₃^-、SO₃^2-、H₂SO₃，
故答案為：HSO₃^-、SO₃^2-、H₂SO₃；
（4）亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉都能水解生成亞硫酸，且亞硫酸氫根離子能電離生成亞硫酸根離子，所以兩種溶液中都含有HSO₃^-、SO₃^2-、H₂SO₃，所以不能確定使品紅褪色的微�？隙ㄊ荋SO₃^-或SO₃^2-，
故答案為：不正確；因?yàn)閬喠蛩岣�離子和亞硫酸氫根離子都會(huì)水解生成亞硫酸．

點(diǎn)評 本題考查了性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，涉及濃硫酸的性質(zhì)、二氧化硫的漂白性探究、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法判斷等知識，試題知識點(diǎn)較多、題量較大，注意掌握性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)原則，試題有利于提高學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>