Question

某同學(xué)用如圖一所示的裝置來(lái)探究CO₂、SO₂與澄清石灰水的反應(yīng)，結(jié)果通入CO₂可以看到先渾濁后澄清的現(xiàn)象，但通入SO₂沒(méi)有能看到渾濁現(xiàn)象．經(jīng)過(guò)思考分析后，該同學(xué)改用圖二的裝置，將氣體收集在注射器，緩慢地將氣體一個(gè)氣泡一個(gè)氣泡地通入澄清石灰水中，都能看到石灰水先變渾濁再澄清的現(xiàn)象，且通入SO₂產(chǎn)生現(xiàn)象明顯比通入CO₂快．
（1）對(duì)比分析兩組實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為用圖一裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，通入SO₂不能出現(xiàn)渾濁的原因可能是：

 

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（2）用圖二裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，以相同速率通入CO₂或SO₂，SO₂產(chǎn)生渾濁、澄清的現(xiàn)象比CO₂快的原因是

 

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（3）用圖一進(jìn)行SO₂與石灰水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，從安全角度考慮裝置應(yīng)做何改進(jìn)？

 

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Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)裝置綜合

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）通入SO₂，澄清石灰水不能出現(xiàn)渾濁的原因可能是二氧化硫多，反應(yīng)生成溶于水的亞硫酸氫鈣；
（2）SO₂在水中溶解度比CO₂大；亞硫酸酸性比碳酸強(qiáng)，在同溫度、同體積的溶液中，l mol亞硫酸電離產(chǎn)生的H⁺離子濃度大于l mol碳酸電離產(chǎn)生的H⁺離子濃度；相同條件下，1mol SO₂與足量石灰水反應(yīng)生成CaSO₃的速率大于1mol CO₂與足量石灰水反應(yīng)生成CaCO₃的速率．相同條件下，1molCaSO₃被1mol SO₂（形成的H⁺離子）溶解形成可溶性Ca（HSO₃）₂的速率大于1molCaCO₃被1molCO₂（形成的H⁺離子）溶解形成可溶性Ca（HCO₃）₂的速率；
（3）二氧化硫是有毒氣體，要進(jìn)行尾氣處理．

解答： 解（1）二氧化硫與澄清的石灰水反應(yīng)，如果二氧化硫過(guò)量，會(huì)發(fā)生CaSO₃+H₂O+SO₂=Ca（HSO₃）₂，亞硫酸氫鈣易溶于水，所以，當(dāng)實(shí)驗(yàn)操作通入二氧化硫較快較多，澄清的石灰水相對(duì)比較少，兩者反應(yīng)時(shí)直接生成了易溶于水的酸式鹽，而看不到沉淀；
故答案為：澄清的石灰水比較少，通入二氧化硫較快較多，兩者反應(yīng)時(shí)直接生成了易溶于水的酸式鹽，而看不到沉淀；
（2）1體積水中溶解二氧化硫約為40體積，1體積水中溶解二氧化碳約為2體積，所以，SO₂在水中溶解度比CO₂大，在溶液中，參加反應(yīng)的二氧化硫比二氧化碳多；二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸，二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，亞硫酸酸性比碳酸強(qiáng)，在同溫度、同體積的溶液中，l mol亞硫酸電離產(chǎn)生的H⁺離子濃度大于l mol碳酸電離產(chǎn)生的H⁺離子濃度，與堿反應(yīng)，前者電離出的氫離子多，反應(yīng)快；相同條件下，相同的物質(zhì)的量與堿反應(yīng)，反應(yīng)快，能說(shuō)明SO₂產(chǎn)生現(xiàn)象比CO₂快，所以，1mol SO₂與足量石灰水反應(yīng)生成CaSO₃的速率大于1mol CO₂與足量石灰水反應(yīng)生成CaCO₃的速率正確；相同條件下，相同的物質(zhì)的量的氣體與沉淀，溶解得快，說(shuō)明SO₂產(chǎn)生現(xiàn)象比CO₂快，所以，1molCaSO₃被1mol SO₂（形成的H⁺離子）溶解形成可溶性Ca（HSO₃）₂的速率大于1molCaCO₃被1molCO₂（形成的H⁺離子）溶解形成可溶性Ca（HCO₃）₂的速率，
故答案為：SO₂溶解度大，且對(duì)應(yīng)的亞硫酸酸性比碳酸強(qiáng)，通入的SO₂與石灰水反應(yīng)快；
（3）二氧化硫是有毒氣體，要進(jìn)行尾氣處理，防止SO₂污染空氣，所以用圖一進(jìn)行SO₂與石灰水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，要增加尾氣吸收裝置；
故答案為：增加尾氣吸收裝置．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)，側(cè)重于二氧化硫的性質(zhì)的考查，解答須掌握二氧化硫與氫氧化鈣的反應(yīng)的原理，題目難度中等．