Question

现有如下仪器，仪器中已注入溶液，回答下列问题．

（1）加热装置A，写出铜与浓硫酸反应的化学方程式：

 

，烧瓶中的实验现象为

 

．
（2）验证碳、硅非金属性的相对强弱（已知酸性：H₂SO₃＞H₂CO₃），若选择仪器A、B、C、D并相连接，则B、C、D中所选择的试剂分别为

 

、

 

、

 

．能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是

 

．
（3）验证SO₂的氧化性、还原性．若选择A、E、F仪器，并按A、E、F顺序连接．
①则证明SO₂有氧化性的实验现象是

 

，反应方程式为：

 

．
②若证明SO₂具有还原性，在E中采取的实验操作为

 

，其实验现象为

 

，反应原理为

 

．

Answer 1

分析：（1）烧瓶中Cu与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸铜和水；
（2）元素非金属性比较通常通过比较最高价含氧酸的酸性来实现．要比较碳、硅的非金属性，可利用二氧化硫先制得二氧化碳，再将二氧化碳通入硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀即可证明．装置A的作用是产生二氧化硫，装置B的作用是产生二氧化碳，装置C的作用是除去二氧化硫，防止干扰二氧化碳与水硅酸钠的反应，装置D的作用是证明碳酸酸性比硅酸强，据此选择试剂；利用强酸制备弱酸，酸性越强，最高价氧化物水化物的酸性越强，中心元素的非金属性越强原理；
（3）要证明二氧化硫的氧化性，可与还原性物质反应，通过特定现象说明，要证明二氧化硫的还原性，二氧化硫通入氯化钡溶液中不反应，若能将二氧化硫氧化成硫酸即可证明二氧化硫有还原性；
①H₂S溶液中二氧化硫与硫化氢反应生成硫单质与水，二氧化硫中硫的化合价降低，据此解答；
②二氧化硫被氧化剂氧化成硫酸，反应中二氧化硫表现还原性，同时与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，据此解答．

解答：解：（1）铜跟浓硫酸反应，铜具有还原性，浓硫酸具有强氧化性，反应必须加热才能发生，书写化学方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+2H₂O+SO₂↑，由于有气体二氧化硫生成，故在铜表面有气泡冒出，由于浓硫酸具有氧化性，可能有氧化铜生成，铜片变黑色，浓硫酸具有吸水性，生成的无水硫酸铜呈白色，故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+2H₂O+SO₂↑，铜片变灰黑色表面有气泡生成，烧瓶中可能有白色物质生成；
（2）装置A的作用是除去二氧化硫，装置B的作用是产生二氧化碳，可用碳酸钠或碳酸氢钠，装置C的作用是除去二氧化硫，可以利用强氧化性物质如：酸性高锰酸钾溶液，可防止干扰二氧化碳与硅酸钠溶液的反应，装置D的作用是证明碳酸酸性比硅酸强，选择可溶性硅酸盐，如硅酸钠溶液；利用强酸制备弱酸，酸性越强，最高价氧化物水化物的酸性越强，中心元素的非金属性越强原理，故看到的现象为C中KMnO₄溶液不褪色，D中出现白色沉淀；
故答案为：Na₂CO₃溶液或 NaHCO₃溶液；KMnO₄ 溶液；Na₂SiO₃溶液；C中KMnO₄溶液不褪色，D中出现白色沉淀；
（3）①H₂S溶液中二氧化硫与硫化氢反应生成硫单质与水，二氧化硫的化合价降低作为氧化剂，具有氧化性，所以看到淡黄色浑浊出现，
反应离子方程式为：2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O，
故答案为：H₂S溶液中有浅黄色混浊出现； 2H₂S+SO₂═3S↓+2H₂O；
②要证明二氧化硫具有还原性，可把二氧化硫氧化成硫酸，通过检验硫酸根离子来证明，故可把二氧化硫通入氯化钡溶液中不反应，滴加氯水或高锰酸钾或过氧化氢等氧化剂把二氧化硫氧化成硫酸，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡，涉及方程式为Ba²⁺+SO₂+Cl₂+2H₂O=BaSO₄↓+4H⁺+2Cl^-，
故答案为：通入氯气（或加入氯水或加入过氧化氢溶液，或高锰酸钾溶液等氧化剂）；白色沉定生成；Ba²⁺+SO₂+Cl₂+2H₂O=BaSO₄↓+4H⁺+2Cl^-．

点评：借助铜和浓硫酸反应生成二氧化硫气体，考查学生实验设计能力和实验现象的观察能力以及分析问题和解决问题的能力．难度不大，理解实验原理是解题的关键，注意基础知识的理解掌握．