题目内容

如图是某研究性学习小组设计的SO2与Na2O2反应的探究装置.

(1)实验开始时,打开旋塞K,通入N2排尽整套装置中的空气,关闭旋塞K。点燃酒精灯,A中反应的化学方程式是           
(2)B装置的作用是          
(3)反应过程中,观察到:A中出现黑色不溶物;C中固体由淡黄色逐渐至完全转化为白色;若将带火星木条伸入D试管口内,火星显得更明亮。
①停止加热后,再通入N2至整套装置冷却,其目的是          
②取少量C中白色固体,溶于蒸馏水得无色溶液W 。若向W中滴加几滴酸性KMnO4溶液,振荡,紫色褪去;若向W中加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,出现大量白色沉淀;则说明C中白色固体有        
③D装置中发生反应的离子方程式是        
④过滤出A装置中的黑色不溶物,洗涤后将其溶于浓硝酸,得到蓝色溶液并产生红棕色气体;向蓝色溶液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀;则黑色物质可能是___________。
a.Cu        b.  CuO          c.CuS            d.Cu2S  

(1)Cu + 2H2SO4CuSO4 + SO2↑ + H2O(2)观察气体通量、干燥(3)①防止造成污染 ②Na2SO3、Na2SO4 ③ 4OH- + 2SO2 + O2 = 2SO42- + 2H2O ④ c、d

解析试题分析:(1)浓硫酸和铜屑在加热条件下制备二氧化硫,化学方程式Cu + 2H2SO4CuSO4 + SO2↑ + H2O(2)浓硫酸可以除去气体中掺杂的水蒸气,并且观察气体生成状况,B装置的作用观察气体通量、干燥(3)①抑制反应进行,防止造成污染;②溶解得无色溶液W中加入酸性KMnO4溶液,紫色褪去,说明有还原剂,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,出现大量白色沉淀,说明有硫酸根,即C为Na2SO3、Na2SO4 ③D装置是为了除去产生的二氧化硫防止污染,其反应离子方程式4OH- + 2SO2 + O2 = 2SO42- + 2H2O ④反应得到的黑色物质溶于硝酸且产生红棕色气体,即发生氧化还原反应生成NO2,向溶于中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,则有硫酸根离子,故黑色物质可能是c、d。
考点:二氧化硫的性质;实验方案的设计;氧化还原反应

练习册系列答案
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硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称保险粉,可用于照相业作定影剂,也可用于纸浆漂白
作脱氯剂等。实验室可通过如下反应制取:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2
(1)用图所示装置制取Na2S2O3,其中NaOH溶液的作用是   。如将分液漏斗中的H2SO4改成浓盐酸,则三颈烧瓶内除Na2S2O3生成外,还有     (填化学式)杂质生成。

(2)为测定所得保险粉样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数,可用标准碘溶液进行滴定,反应方程式为2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6
①利用KIO3、KI和HCl可配制标准碘溶液。写出配制时所发生反应的离子方程式:                     
②准确称取一定质量的Na2S2O3·5H2O样品于锥形瓶中,加水溶解,并滴加   作指示剂,滴定终点的现象是                                              
③若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则测量的Na2S2O3·5H2O的质量分数会   (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(3)本实验对Na2S的纯度要求较高,利用图所示的装置可将工业级的Na2S提纯。已知Na2S常温下微溶于酒精,加热时溶解度迅速增大,杂质不溶于酒精。提纯步骤依次为:

①将已称量好的工业Na2S放入圆底烧瓶中,并加入一定质量的酒精和少量水;
②按图所示装配所需仪器,向冷凝管中通入冷却水,水浴加热;
③待烧瓶中固体不再减少时,停止加热,将烧瓶取下;
④趁热过滤;
                                  
⑥将所得固体洗涤、干燥,得到Na2S·9H2O晶体。

高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料,是制备半导体的重要材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。高纯硅通常用以下方法制备:用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含Fe、Al、B、P等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置图。

相关信息:a.四氯化硅遇水极易水解;b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接化合生成相应的氯化物;c.有关物质的物理常数见下表:

物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8

315

熔点/℃
-70.0
-107.2



升华温度/℃


180
300
162
 
请回答下列问题:
(1)仪器e的名称为____________,装置A中f管的作用是_______________________________________,其中发生反应的离子方程式为_____        ____________________________________    _______。
(2)装置B中的试剂是____________。
(3)某学习小组设计了以下两种实验方案:方案甲:g接装置Ⅰ;方案乙:g接装置Ⅱ。但是甲乙两个方案中虚线内装置均有不足之处,请你评价后填写下表。
方案
不足之处

 

 
 
(4)在上述(3)的评价基础上,请设计一个合理方案:___________    ________                 
(5)通过上述合理的装置制取并收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是   (填写元素符号)。

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