Question

15．SO₂是一種有毒氣體，但可用于酒精的防腐劑，可以抵抗微生物的侵襲．甲同學(xué)用Na₂SO₄制備SO₂，并驗(yàn)證SO₂的部分性質(zhì)．設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟及裝置：
[實(shí)驗(yàn)步驟]
Ⅰ．檢驗(yàn)裝置的氣密性，加入試劑，丙按順序組裝儀器
II．關(guān)閉活塞a再打開旋塞b，分次加入酸M．
III．待試管B中充分反應(yīng)后，打開活塞a，從長(zhǎng)頸漏斗加入適量鹽酸．
打開活塞a前，C中溶液有少量固體生成，長(zhǎng)導(dǎo)管口有氣泡．D中溶液有大量固體生成；當(dāng)C中長(zhǎng)導(dǎo)管口無氣泡后，D中液面上氣體逐漸變?yōu)闇\黃綠色．
回答下列問題：
（1）盛放酸M的儀器名稱是分液漏斗．
（2）查閱資料：①常溫常壓下，在1L水中大約最多能溶40L SO₂，②H₂SO₃是中強(qiáng)酸．與亞硫酸鈉反應(yīng)制SO₂的酸A最好用d（填標(biāo)號(hào)）．
a．稀鹽酸     b．pH=1的硫酸    c.2mol/L的硝酸    d.12mol/L的硫酸
（3）實(shí)驗(yàn)過程中，D中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Ba²⁺+3ClO^-+SO₂+H₂O=BaSO₄↓+Cl^-+2HClO、Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O．
（4）實(shí)驗(yàn)步驟III的目的是利用裝置A生成的二氧化碳?xì)怏w把殘留在裝置內(nèi)的二氧化硫驅(qū)趕至D中充分吸收．
【問題探究】
（5）乙同學(xué)認(rèn)為：
①甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)，所以裝置C中的少量固體可能是：亞硫酸鋇、硫酸鋇或亞硫酸鋇和硫酸鋇．為確定C中固體的成分，乙同學(xué)在不改變實(shí)驗(yàn)裝置的條件下，只對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟加以改進(jìn)便能準(zhǔn)確判斷出裝置C中的固體的成份．乙同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟改進(jìn)的具體操作是步驟Ⅰ后，打開活塞a，從長(zhǎng)頸漏斗加入稀鹽酸利用生成的二氧化碳排凈裝置內(nèi)的空氣，．
②甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置有明顯不足，你認(rèn)為不足之處是缺尾氣吸收裝置．

Answer 1

分析 裝置中A是碳酸鈣滴入鹽酸生成二氧化碳的發(fā)生裝置，從長(zhǎng)頸漏斗加入適量鹽酸生成二氧化碳是為了排凈裝置內(nèi)生成的二氧化硫氣體進(jìn)入裝置D吸收，裝置B為二氧化硫氣體發(fā)生裝置，亞硫酸鈉和濃硫酸反應(yīng)生成，打開活塞a前，C中溶液有少量固體生成可能是生成的二氧化硫和空氣中氧氣在溶液中反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，長(zhǎng)導(dǎo)管口有氣泡．D中溶液有大量固體生成是次氯酸鋇溶液中次氯酸根離子具有強(qiáng)氧化性能氧化進(jìn)入的二氧化硫生成硫酸，生成硫酸鋇沉淀，當(dāng)C中長(zhǎng)導(dǎo)管口無氣泡后，D中液面上氣體逐漸變?yōu)闇\黃綠色是因?yàn)榇温人岣�離子、氯離子在酸溶液中發(fā)生歸中反應(yīng)生成氯氣，
（1）盛放酸M的儀器名稱是分液漏斗；
（2）常溫常壓下，在1L水中大約最多能溶40L SO₂，②H₂SO₃是中強(qiáng)酸利用強(qiáng)酸制備弱酸原理制備，稀溶液中會(huì)溶解二氧化硫，需要用濃度較大的硫酸；
（3）實(shí)驗(yàn)過程中，D中發(fā)生反應(yīng)是酸溶液中次氯酸根離子氧化二氧化硫生成硫酸，結(jié)合鋇離子形成白色沉淀硫酸鋇，過量的次氯酸根離子和反應(yīng)生成的氯離子在酸溶液中發(fā)生歸中反應(yīng)生成黃綠色氣體氯氣；
（4）實(shí)驗(yàn)步驟III的目的是利用生成的二氧化碳吧生成的二氧化硫全部趕入裝置D中完全吸收；
（5）①先利用裝置A生成的二氧化碳把裝置內(nèi)空氣趕凈再發(fā)生裝置B中的反應(yīng)，可以準(zhǔn)確判斷出裝置C中的固體的成份；
②不足之處是無尾氣吸收裝置．

解答 解：檢驗(yàn)裝置的氣密性，加入試劑，并按順序組裝儀器，關(guān)閉活塞a再打開旋塞b，分次加入酸M為濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫，待試管B中充分反應(yīng)后，打開活塞a，從長(zhǎng)頸漏斗加入適量鹽酸利用生成的二氧化碳排凈裝置內(nèi)生成的二氧化硫氣體進(jìn)入裝置D吸收，
裝置中A是碳酸鈣滴入鹽酸生成二氧化碳的發(fā)生裝置，從長(zhǎng)頸漏斗加入適量鹽酸生成二氧化碳是為了排凈裝置內(nèi)生成的二氧化硫氣體進(jìn)入裝置D吸收，裝置B為二氧化硫氣體發(fā)生裝置，亞硫酸鈉和濃硫酸反應(yīng)生成，打開活塞a前，C中溶液有少量固體生成可能是生成的二氧化硫和空氣中氧氣在溶液中反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，長(zhǎng)導(dǎo)管口有氣泡．D中溶液有大量固體生成是次氯酸鋇溶液中次氯酸根離子具有強(qiáng)氧化性能氧化進(jìn)入的二氧化硫生成硫酸，生成硫酸鋇沉淀，當(dāng)C中長(zhǎng)導(dǎo)管口無氣泡后，D中液面上氣體逐漸變?yōu)闇\黃綠色是因?yàn)榇温人岣�離子、氯離子在酸溶液中發(fā)生歸中反應(yīng)生成氯氣，
（1）盛放酸M的儀器是加入液體發(fā)生反應(yīng)的儀器，名稱是分液漏斗，故答案為：分液漏斗；
（2）查閱資料：①常溫常壓下，在1L水中大約最多能溶40L SO₂，②H₂SO₃是中強(qiáng)酸．與亞硫酸鈉反應(yīng)制SO₂的酸A最好用濃硫酸，故選d，
故答案為：d；
（3）實(shí)驗(yàn)過程中，D中發(fā)生反應(yīng)是酸溶液中次氯酸根離子氧化二氧化硫生成硫酸，結(jié)合鋇離子形成白色沉淀硫酸鋇，過量的次氯酸根離子和反應(yīng)生成的氯離子在酸溶液中發(fā)生歸中反應(yīng)生成黃綠色氣體氯氣，反應(yīng)的離子方程式為：Ba²⁺+3ClO^-+SO₂+H₂O=BaSO₄↓+Cl^-+2HClO，Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O，
故答案為：Ba²⁺+3ClO^-+SO₂+H₂O=BaSO₄↓+Cl^-+2HClO，Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
（4）實(shí)驗(yàn)步驟III的目的是利用裝置A中鹽酸和碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w把裝置B中生成的二氧化硫全部趕入裝置D中完全吸收，
故答案為：利用裝置A生成的二氧化碳?xì)怏w把殘留在裝置內(nèi)的二氧化硫驅(qū)趕至D中充分吸收；
（5）①甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)，所以裝置C中的少量固體可能是：亞硫酸鋇、硫酸鋇或亞硫酸鋇和硫酸鋇．為確定C中固體的成分，乙同學(xué)在不改變實(shí)驗(yàn)裝置的條件下，只對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟加以改進(jìn)便能準(zhǔn)確判斷出裝置C中的固體的成份．乙同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟改進(jìn)的具體操作是：步驟Ⅰ后，打開活塞a，從長(zhǎng)頸漏斗加入稀鹽酸利用生成的二氧化碳排凈裝置內(nèi)的空氣，
故答案為：步驟Ⅰ后，打開活塞a，從長(zhǎng)頸漏斗加入稀鹽酸利用生成的二氧化碳排凈裝置內(nèi)的空氣；
②甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置有明顯不足，缺少尾氣吸收裝置，故答案為：缺尾氣吸收裝置．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了裝置中儀器的作用、物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和反應(yīng)現(xiàn)象分析，主要是物質(zhì)制備和物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．