题目内容

【题目】某同学设计如下实验装置探究硫酸与金属、非金属的反应、验证其产物,并探究随着反应的进行,硫酸性质发生的变化。根据实验要求回答相关问题:

F装置用于检验二氧化碳。供选择的试剂有:只含碳的生铁、18 mol·L-1的硫酸、品红溶液、无水硫酸铜粉未、酸性高锰酸钾溶液、氧化铜、澄清的石灰水、碱石灰。(供选择的试剂可重复使用)

(1)打开分液漏斗的活塞,A装置中发生的反应6H2SO4(浓)+2FeFe2(SO4)3+6H2O↑+3SO2↑和(用化学方程式表示)_____,随反应的进行,硫酸的浓度变稀,又发生反应(用化学方程式表示)____

(2)B装置中的试剂是__________。

(3)E装置中的试剂是____________作用是______________。

(4)G装置中的试剂是__________,现象是______________。

(5)制备SO2的适宜药品为___________(填代号)。

①Na2SO3固体;②Na2SO3溶液;③20%硫酸;④70%硫酸;⑤铜片

(6)对SO2与氯水的反应进行探究。用注射器吸入一定量的饱和氯水和SO2,振荡,静置,再吸入少量品红溶液,发现品红溶液不褪色,用化学反应方程式解释其原因____________

【答案】2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 无水硫酸铜粉末 品红溶液 检验二氧化硫是否除净,避免其对二氧化碳的检验造成干扰 氧化铜 黑色粉末变成红色粉末 ①④ Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4

【解析】

在装置A中在加热条件下,生铁中的Fe、C分别与浓硫酸发生反应:6H2SO4(浓)+2FeFe2(SO4)3+6H2O↑+3SO2↑、2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O,随着反应的进行,硫酸浓度降低,此时Fe与稀硫酸发生置换反应:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。在装置B中用无水CuSO4检验水的产生,在装置C中用品红溶液检验SO2的存在;在装置D中用酸性高锰酸钾溶液除去SO2气体;在装置E中用品红溶液检验SO2是否除尽避免对CO2的检验产生干扰,然后在装置F中用澄清的石灰水检验CO2的存在,在装置G中装有CuO,在H中装有无水CuSO4,二者用于检验H2的存在,据此解答。

(1)在A装置中,生铁中的杂质C与浓硫酸共热发生氧化还原反应:2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O,随着反应的进行,硫酸浓度降低,得到稀硫酸,由于Fe是比较活泼的金属,Fe与稀硫酸会发生置换反应:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;

(2)B装置中的试剂是无水CuSO4,用于检验水的产生;

(3)E装置中的试剂是品红溶液,作用是检验SO2是否被除净,避免其对CO2的检验造成干扰;

(4)G装置中盛有CuO,在加热时发生反应:CuO+H2Cu+H2O,用于检验H2的产生,实验现象是:黑色粉末变成红色粉末;

(5)H2SO3是弱酸,不稳定,会分解产生SO2气体,由于酸性H2SO4>H2SO3,且SO2易溶于水,因此在实验室中通常是用Na2SO3固体和70%硫酸根据复分解反应的规律来制备SO2,故适宜药品序号为①④;

(6)SO2具有还原性,氯水具有氧化性,二者混合发生反应:Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4,产生的盐酸和硫酸都不具有漂白性,因此再吸入少量品红溶液,发现品红溶液不褪色。

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