Question

SiO₂、SO_­2和CO₂都是酸性氧化物，它们的化学性质有一定的相似性；Mg和Na的化学性质也有一定相似性。某兴趣小组用如图所示装置进行Mg与SO₂反应的实验。

（1）选择制取SO₂的合适试剂           （填编号）。
①浓HCl          ②浓H₂SO₄   
③Na₂SO₃固体     ④CaSO₃固体
（2）上述装置还可优化，优化的方法是                                               ，实验后装置C中所得溶液离子浓度关系一定正确的是(选填字母)　　　　　　　　　　　　

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）甲同学推测Mg与SO₂的反应与CO₂相似，则该反应方程式为                     
乙同学的推测是：2Mg+3SO₂2MgSO₃+S；
丙同学的推测是：3Mg+SO₂2MgO+MgS，
要验证甲、乙、丙三位同学的推测是否正确，丁同学作如下实验探究：
已知：MgSO₃和MgS都是微溶于水，能与盐酸发生复分解反应放出气体；
限选试剂：2mol/L HCl、2mol/L HNO­₃、蒸馏水、2mol/LNaOH、品红溶液、澄清石灰水、2mol/LCuSO₄；仪器和用品自选。请填写下表中的空格：

根据上述实验探究，能证明甲同学推测正确的操作和预期现象是_________________ _
（4）上述实验需要50mL，2mol/L的HCl，配制时应选用      (10 mL ，25 mL ，,50 mL或100 mL)量筒量取36.5%,密度1.19g/mL的浓盐酸的体积。

Answer 1

（1）②③（2分）
（2）在A和B之间增加用浓硫酸干燥的装置（2分）； D（2分）
（3）2Mg+SO₂  2MgO+S；（2分）

②

2mol/L 盐酸至过量（1分）； 品红（1分）

固体完全溶解；（1分） 品红溶液褪色（1分）；

 
向反应后所得固体加过量2mol?L?¹盐酸，固体未完全溶解且品红溶液不褪色（或反应后固体未完全溶解于盐酸且无色气体产生）（2分）
（4）10ml

试题分析：（1）因SO₂的溶解度较大，应选用浓度较大的H₂SO₄溶液；为了使反应顺利进行须选择Na₂SO₃固体与硫酸反应（CaSO₃固体与硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水）；
（2）SiO₂、CO₂都是酸性氧化物，所以镁与玻璃中的二氧化硅能发生反应，镁不能与玻璃管直接接触；又因为镁与钠的性质相似，能与水反应，因此A、B间应加干燥装置；实验后装置C中为Na₂SO₃溶液，A、根据物料守恒可得：（Na^＋）= 2c（SO₃^2-）＋2 c（HSO₃^－）+2c（H₂SO₃），错误；B、Na₂SO₃分两步水解，以第一步为主，可得：（Na^＋）> c（OH^－）> c（HSO₃^－）> c（SO₃^2-）> c（H^＋），错误；C、根据质子守恒可得：（OH^－）= c（HSO₃^-）+ 2（H₂SO₃）+ c（H^＋），错误；D、根据电荷守恒可得：（Na^＋）+ c（H^＋）=" 2" c（SO₃^2-）+ c（HSO₃^－）+ c（OH^－），正确。
（3）根据Mg与CO₂的反应可类比得：2Mg+SO₂  2MgO+S；先加入2mol/L 盐酸至过量，可检验产物中是否含有MgS，气体通入品红可检验是否生成了MgSO₃，若试管Ⅰ固体完全溶解，说明没有S，则丙同学推测正确；若试管Ⅰ固体未完全溶解且品红溶液褪色，说明产物含有MgSO₃，则乙同学推测正确；因为甲同学推测生成MgO和S，所以能证明甲同学推测正确的操作和预期现象是：向反应后所得固体加过量2mol?L?¹盐酸，固体未完全溶解且品红溶液不褪色。
（4）设需要浓盐酸的体积为V，可得：0.05L×2mol/L×36.5g/mol=V×1.19g/mL×36.5%，则V=8.4mL，所以选择10mL量筒量取。