Question

SiO₂、SO_­2和CO₂都是酸性氧化物，它們的化學(xué)性質(zhì)有一定的相似性；Mg和Na的化學(xué)性質(zhì)也有一定相似性。某興趣小組用如圖所示裝置進(jìn)行Mg與SO₂反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。

（1）選擇制取SO₂的合適試劑           （填編號）。
①濃HCl          ②濃H₂SO₄   
③Na₂SO₃固體     ④CaSO₃固體
（2）上述裝置還可優(yōu)化，優(yōu)化的方法是                                               ，實(shí)驗(yàn)后裝置C中所得溶液離子濃度關(guān)系一定正確的是(選填字母)　　　　　　　　　　　　

A．（Na＋）= 2c（SO32-）＋ c（HSO3－），

B．（Na＋）> c（HSO3－）> c（SO32-）> c（H＋）> c（OH－）,

C．（H2SO3）+ c（H＋）= c（SO32-）+ （OH－）,

D．（Na＋）+ c（H＋）=" 2" c（SO32-）+ c（HSO3－）+ c（OH－）

（3）甲同學(xué)推測Mg與SO₂的反應(yīng)與CO₂相似，則該反應(yīng)方程式為                     
乙同學(xué)的推測是：2Mg+3SO₂2MgSO₃+S；
丙同學(xué)的推測是：3Mg+SO₂2MgO+MgS，
要驗(yàn)證甲、乙、丙三位同學(xué)的推測是否正確，丁同學(xué)作如下實(shí)驗(yàn)探究：
已知：MgSO₃和MgS都是微溶于水，能與鹽酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)放出氣體；
限選試劑：2mol/L HCl、2mol/L HNO­₃、蒸餾水、2mol/LNaOH、品紅溶液、澄清石灰水、2mol/LCuSO₄；儀器和用品自選。請?zhí)顚懴卤碇械目崭瘢?br />
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)探究，能證明甲同學(xué)推測正確的操作和預(yù)期現(xiàn)象是_________________ _
（4）上述實(shí)驗(yàn)需要50mL，2mol/L的HCl，配制時(shí)應(yīng)選用      (10 mL ，25 mL ，,50 mL或100 mL)量筒量取36.5%,密度1.19g/mL的濃鹽酸的體積。

Answer 1

（1）②③（2分）
（2）在A和B之間增加用濃硫酸干燥的裝置（2分）； D（2分）
（3）2Mg+SO₂  2MgO+S；（2分）

②

2mol/L 鹽酸至過量（1分）； 品紅（1分）

固體完全溶解；（1分） 品紅溶液褪色（1分）；

 
向反應(yīng)后所得固體加過量2mol?L?¹鹽酸，固體未完全溶解且品紅溶液不褪色（或反應(yīng)后固體未完全溶解于鹽酸且無色氣體產(chǎn)生）（2分）
（4）10ml

解析試題分析：（1）因SO₂的溶解度較大，應(yīng)選用濃度較大的H₂SO₄溶液；為了使反應(yīng)順利進(jìn)行須選擇Na₂SO₃固體與硫酸反應(yīng)（CaSO₃固體與硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶于水）；
（2）SiO₂、CO₂都是酸性氧化物，所以鎂與玻璃中的二氧化硅能發(fā)生反應(yīng)，鎂不能與玻璃管直接接觸；又因?yàn)殒V與鈉的性質(zhì)相似，能與水反應(yīng)，因此A、B間應(yīng)加干燥裝置；實(shí)驗(yàn)后裝置C中為Na₂SO₃溶液，A、根據(jù)物料守恒可得：（Na^＋）= 2c（SO₃^2-）＋2 c（HSO₃^－）+2c（H₂SO₃），錯(cuò)誤；B、Na₂SO₃分兩步水解，以第一步為主，可得：（Na^＋）> c（OH^－）> c（HSO₃^－）> c（SO₃^2-）> c（H^＋），錯(cuò)誤；C、根據(jù)質(zhì)子守恒可得：（OH^－）= c（HSO₃^-）+ 2（H₂SO₃）+ c（H^＋），錯(cuò)誤；D、根據(jù)電荷守恒可得：（Na^＋）+ c（H^＋）=" 2" c（SO₃^2-）+ c（HSO₃^－）+ c（OH^－），正確。
（3）根據(jù)Mg與CO₂的反應(yīng)可類比得：2Mg+SO₂  2MgO+S；先加入2mol/L 鹽酸至過量，可檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否含有MgS，氣體通入品紅可檢驗(yàn)是否生成了MgSO₃，若試管Ⅰ固體完全溶解，說明沒有S，則丙同學(xué)推測正確；若試管Ⅰ固體未完全溶解且品紅溶液褪色，說明產(chǎn)物含有MgSO₃，則乙同學(xué)推測正確；因?yàn)榧淄瑢W(xué)推測生成MgO和S，所以能證明甲同學(xué)推測正確的操作和預(yù)期現(xiàn)象是：向反應(yīng)后所得固體加過量2mol?L?¹鹽酸，固體未完全溶解且品紅溶液不褪色。
（4）設(shè)需要濃鹽酸的體積為V，可得：0.05L×2mol/L×36.5g/mol=V×1.19g/mL×36.5%，則V=8.4mL，所以選擇10mL量筒量取。
考點(diǎn)：本題考查制取氣體試劑的選擇、反應(yīng)裝置的選用、離子濃度比較、反應(yīng)方案的分析、濃度的計(jì)算。