Question

17．某研究小組欲探究SO₂的化學性質(zhì)，設計了如下實驗方案．

（1）指出儀器①的名稱：分液漏斗．
（2）檢查A裝置的氣密性的方法是關閉分液漏斗活塞，將導管末端插入B試管水中，用手捂住錐形瓶，若在導管口有氣泡冒出，松開手后導管中上升一段水柱，則表明裝置A氣密性良好．
（3）裝置B檢驗SO₂的氧化性，則B中所盛試劑可以為硫化氫水溶液（或硫化鈉、硫氫化鈉溶液）．
（4）裝置C中盛裝溴水用以檢驗SO₂的還原性，則C中反應的離子方程式為SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Br^-．
（5）裝置D中盛裝新制漂白粉濃溶液通入SO₂一段時間后，D中出現(xiàn)了大量白色沉淀．同學們對白色沉淀成分提出三種假設：
①假設一：該白色沉淀為CaSO₃；
假設二：該白色沉淀為CaSO₄；
假設三：該白色沉淀為上述兩種物質(zhì)的混合物．
②基于假設一，同學們對白色沉淀成分進行了探究．設計如下方案：
限選的儀器和試劑：過濾裝置、試管、滴管、帶導管的單孔塞、蒸餾水、0.5mol•L^-1 HCl，0.5mol•L^-1 H₂SO₄，0.5mol•L^-1 BaCl₂，1 mol•L^-1 NaOH，品紅溶液．
第1步，將D中沉淀過濾、洗滌干凈，備用．
請回答洗滌沉淀的方法：沿玻璃棒向漏斗中加蒸餾水至浸沒沉淀，待水流盡后重復2到3次以上操作
第2步，用另一只干凈試管取少量沉淀樣品，加入過量（或適量）0.5 mol•L^-1HCl（試劑），塞上帶導管的單孔塞，將導管的另一端插入盛有品紅溶液（試劑）的試管中．若出現(xiàn)若固體完全溶解，有氣泡產(chǎn)生，且能使品紅溶液褪色現(xiàn)象，則假設一成立．
③若假設二成立，試寫出生成該白色沉淀的化學方程式：Ca（ClO）₂+H₂O+SO₂=CaSO₄+2HCl．
（6）裝置E中盛放的試劑是NaOH溶液，作用是吸收SO₂，防止造成空氣污染．

Answer 1

分析 探究SO₂的化學性質(zhì)：A裝置制取二氧化硫，裝置B檢驗SO₂的氧化性，裝置C檢驗SO₂的還原性，裝置D探究二氧化硫和氫氧化鈣反應生成白色沉淀成分．
（1）依據(jù)實驗室常用儀器的名稱結合在實驗中的作用進行解答；
（2）根據(jù)裝置氣密性檢驗的原理解答；
（3）根據(jù)氧化還原反應的規(guī)律，元素化合價降低發(fā)生還原反應，具有氧化性，據(jù)此解答；
（4）氧化還原反應Br₂+SO₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄中，Br₂在反應中做氧化劑，具有氧化性，被還原，根據(jù)離子方程式的書寫方法書寫離子反應方程式，據(jù)此解答；
（5）①新制漂白粉濃溶液中含有的次氯酸根離子具有氧化性，能氧化亞硫酸根離子；
②因沉淀的表面有可溶性的雜質(zhì)，需用蒸餾水重復洗滌；亞硫酸鈣和鹽酸反應生成二氧化硫，二氧化硫具有漂白性，可使品紅褪色；
③漂白粉濃溶液中含有的次氯酸根離子具有氧化性，能氧化+4價的硫，據(jù)此書寫化學方程式；
（6）根據(jù)NaOH溶液吸收SO₂和防倒吸的原理進行解答．

解答 解：（1）儀器①是常用的儀器分液漏斗，能在裝置中起到加入液體藥品的作用，并能控制液體流量，從而控制反應的速率，
故答案為：分液漏斗；
（2）裝置氣密性檢驗的原理是：通過氣體發(fā)生器與附設的液體構成封閉體系，依據(jù)改變體系內(nèi)壓強時產(chǎn)生的現(xiàn)象（如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）來判斷裝置氣密性的好壞，所以檢查裝置A的氣密性的操作為關閉分液漏斗活塞，將導管末端插入B試管水中，用手捂住錐形瓶，若在導管口有氣泡冒出，松開手后導管中上升一段水柱，則表明裝置A氣密性良好，
故答案為：關閉分液漏斗活塞，將導管末端插入B試管水中，用手捂住錐形瓶，若在導管口有氣泡冒出，松開手后導管中上升一段水柱，則表明裝置A氣密性良好；
（3）硫化氫水溶液或硫化鈉、硫氫化鈉溶液中的硫元素都為-2價，與二氧化硫反應，化合價會升高，被氧化二氧化硫表現(xiàn)氧化性，如：2H₂S+SO₂=3S+2H₂O中，H₂S中S元素的化合價升高，被氧化，SO₂中S元素的化合價降低，被還原，SO₂為氧化劑，
故答案為：硫化氫水溶液（或硫化鈉、硫氫化鈉溶液）；
（4）在反應Br₂+SO₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄中，Br元素的化合價由0降低為-1價，則Br₂為氧化劑，在反應中表現(xiàn)氧化性，S元素的化合價+4價升高+6價，則SO₂為還原劑，在反應中被氧化，在離子反應方程式中，單質(zhì)和氧化物寫化學式，所以離子方程式為：SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Br^-；
故答案為：還原；SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Br^-；
（5）①新制漂白粉濃溶液中含有的次氯酸根離子具有強氧化性，二氧化硫具有還原性，會發(fā)生氧化還原反應，生成產(chǎn)物為硫酸鈣，
故答案為：CaSO₄；
②白色沉淀表面有鈣離子和氯離子、硫酸根離子等可溶性的離子，需除去這些離子，方法是沿玻璃棒向漏斗中加蒸餾水至浸沒沉淀，待水流盡后重復2～3次以上操作；亞硫酸鈣和鹽酸反應CaSO₃+2HCl═CaCl₂+SO₂↑+H₂O，二氧化硫與品紅化合生成無色物質(zhì)，能使品紅溶液褪色；
故答案為：沿玻璃棒向漏斗中加蒸餾水至浸沒沉淀，待水流盡后重復2到3次以上操作；過量（或適量）0.5 mol•L^-1HCl； 品紅溶液； 若固體完全溶解，有氣泡產(chǎn)生，且能使品紅溶液褪色；
③漂白粉濃溶液中含有的次氯酸根離子具有氧化性，能氧化+4價的硫，所以生成該白色沉淀的化學方程式：Ca（ClO）₂+H₂O+SO₂=CaSO₄+2HCl，
故答案為：Ca（ClO）₂+H₂O+SO₂=CaSO₄+2HCl；
（6）二氧化硫是有毒的氣體，是大氣污染物，所以裝置E的作用是吸收二氧化硫防止造成空氣污染，可用氫氧化鈉，氫氧化鈉和二氧化硫反應2NaOH+SO₂═Na₂SO₃+H₂O，為防止倒吸用倒扣的漏斗，
故答案為：NaOH溶液；吸收SO₂，防止造成空氣污染．

點評 本題主要考查了探究SO₂的化學性質(zhì)實驗操作，掌握實驗的原理及二氧化硫的性質(zhì)是解題的關鍵，題目難度中等．