Question

SiO₂、SO_­2和CO₂都是酸性氧化物，它们的化学性质具有一定的相似性；Mg和Na的化学性质也具有一定相似性。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                                               ，装置C中NaOH溶液的作用是                                   。
（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；H₂S气体通入CuSO₄溶液中出现黑色沉淀。
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。

序号	实验步骤	预期现象和结论
①	取少量反应后所得固体于试管中
②	向试管中的固体慢慢滴加          ， 试管口塞上带导管的单孔塞，并将导管通入盛有        的试管中。	若试管中的             ， 则丙同学推测正确。 若试管中的固体未完全溶解，且            ，则乙同学推测正确。

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100mL，2mol/L的HCl，配制时选用      (选填10 mL、25 mL、50 mL或100 mL)量筒量取36.5%,密度1.19g/mL的浓盐酸的体积为    mL。（保留三位有效数字）

Answer 1

（16分）
（1）②③（2分）（有错不给分）
（2）在A和B之间增加用浓硫酸干燥的装置（2分）；（或在B管药品下垫钢片也给2分）
（若有BC之间加用浓硫酸干燥的装置不算给分或扣分点，没有说明AB之间得0分）
吸收多余的SO₂，防止污染环境（1分）
（只写其中一个就给1分，有错不给分）
（3）2Mg+SO₂2MgO+S（2分）
（没写条件扣1分，条件可以写点燃，没有配平扣1分）
方案I

②

2mol/L 盐酸至过量（1分）； （盐酸没写浓度、没有写过量或足量不给分） 品红（1分）（或品红溶液）

固体完全溶解；（1分） （没有写完全不给分） （另加品红不褪色不算得分点） 品红溶液褪色（1分）；（若只写品红也给分）

    
方案II

②

2mol/L 盐酸至过量（1分）； 1~2ml（体积不算给分点）2mol/LCuSO4（1分）

出现黑色沉淀；（1分）（没有写黑色不给分） 有刺激性气味的气体产生（1分）；

 
向反应后所得固体加过量2mol/L盐酸（写2mol/L硝酸不扣分）（给1分），固体未完全溶解且品红溶液不褪色（两个现象都对才给1分）（或反应后固体未完全溶解于盐酸且无气体产生（两个现象都对才给1分））（2分）
或者向反应后所得固体加过量2mol/LHCl（1分），固体未完全溶解且盛有2mol/LCuSO₄的试管没有出现明显变化。（1分）前后答案不牵制，各得各的分
（4）25mL（1分）（有错不给分）；16.8（16.7~17.0 都给2分，若只写17扣1分） （2分）

解析试题分析：（1）亚硫酸的酸性比硫酸弱，根据强制弱的复分解反应原理，Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，因此应选择浓硫酸和亚硫酸钠制取二氧化硫气体，不能选择亚硫酸钙，因为亚硫酸钙、硫酸钙都微溶于水；也不能选择浓盐酸，因为盐酸具有挥发性，产生的HCl、水蒸气对镁与二氧化硫的反应产物产生干扰；（2）上述装置缺少干燥装置，应在在A和B之间增加用浓硫酸干燥的装置；二氧化硫具有酸性氧化物的通性，容易与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水，从而吸收多余的二氧化硫、防止污染环境；（3）由于CO₂（g）+4Na（g）2Na₂O（s）+C（s，金刚石），则CO2+2Mg2MgO+C，由此类比或仿写，则2Mg+SO₂2MgO+S；装置B中固体产物可能是MgO和S或MgSO₃和S或MgO和MgS，根据物质性质及已知信息可知，单质硫是难溶于水的黄色固体，也不溶于盐酸或稀硝酸；氧化镁难溶于水，可溶于盐酸或硝酸；亚硫酸镁微溶于水，易溶于盐酸或硝酸，但前者反应产生二氧化硫气体，二氧化硫气体可用品红溶液检验，后者没有二氧化硫产生，而是产生一氧化氮；硫化镁微溶于水，易溶于盐酸或硝酸，前者反应生成硫化氢气体，硫化氢通入硫酸铜溶液产生黑色沉淀，后者不产生硫化氢，而是产生单质硫和一氧化氮气体；根据上述性质可以确定检验试剂，以及预期现象和结论，从而设计合理的实验方案；（4）先根据c?V=n求稀盐酸中溶质的物质的量，再根据n?M=m求稀溶液中溶质的质量，由于稀释前后溶质质量保持不变，然后根据溶质质量除质量分数可求浓盐酸的质量，最后根据浓溶液质量除以密度求浓盐酸的体积，即浓盐酸体积计算表达式==16.8mL；根据量筒的使用方法，25mL规格量筒最接近16.8mL，因此应选择25mL规格。
考点：考查化学实验方案的设计与评价，涉及二氧化硫气体制取方法、气体制法、性质、尾气处理装置的评价和改进、元素化合物的重要性质、物质成分探究实验方案的设计、稀释定律、物质的量浓度、物质的量、溶液密度、溶液体积、质量分数等量的计算等。