题目内容

10.某化学兴趣小组的同学们对SO2与漂粉精、过氧化钠的反应进行实验探究:
【实验I】SO2与漂粉精反应.
操作现象
取4g 漂粉精固体,加入100mL 水部分固体溶解,溶液略有颜色
过滤,测漂粉精溶液的pH pH 试纸先变蓝(约为12),后褪色
 1.液面上方出现白雾;
2.稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色;
3.稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去
(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1.
(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是碱性、漂白性.
(3)兴趣小组将A中产生的白雾引出导入硝酸酸化的AgN03溶液中,有沉淀产生,据此判断白雾成分为HCl小液滴,该结论合理吗?不合理请说明理由因为白雾中可能含有少量Cl2和SO2,也容易产生沉淀.
(4)现象2中溶液变为黄绿色的原因是:随溶液酸性的增强,漂粉精的有效成分和Cl-发生反应.该反应的离子方程式为ClO-+Cl-+2H+=2H2O+Cl2↑.
(5)①将A瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀X,X的成分是CaSO4(填化学式);
②用离子方程式解释现象3中黄绿色褪去的原因Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-.
【实验II】SO2与过氧化钠反应.将一定量(过量)SO2充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量过氧化钠,两端用夹子K1、K2夹好.在室温下按图示装置进行实验,请填写空白.

操作步骤实验现象解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中(假设充分反应)(1)淡黄色固体变为白色粉末(2)反应的化学方程式:SO2+Na2O2=Na2SO4
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温,打开K2(3)Z中NaOH溶液倒吸入Y管中(4)不用解释

分析 【实验I】(1)氯气与Ca(OH)2反应生成CaCl2、Ca(ClO)2和水,反应中,氯气中氯元素化合价由0价降低为-1价,氯气是氧化剂,还原产物是CaCl2;氯气中氯元素化合价由0价升高为+1价,氯气是还原剂,氧化产物是Ca(ClO)2.根据产物可知起氧化剂与还原剂的氯气各占一半;
(2)pH试纸变蓝色,说明溶液呈碱性,次氯酸具有漂白性;
(3)SO2可以使酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,氯气和水反应产生的氯离子也能和硝酸银产生白色沉淀;
(4)现象2中溶液变为黄绿色,产生氯气,为-1价的氯和+1价的氯发生价态归中反应;
(5)①二氧化硫被氧化成硫酸,硫酸与氢氧化钙反应生成硫酸钙沉淀;
②氯气与二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸和氯化氢,据此写出反应的离子方程式;
【实验II】打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中,则二氧化硫与过氧化钠发生反应生成硫酸钠,所以看到现象为:淡黄色固体变为白色粉末;
依据SO2+Na2O2=Na2SO4判断反应后气体分子数减少从而判断打开K2发生的现象.

解答 解:【实验I】(1)氯气与Ca(OH)2反应生成CaCl2、Ca(ClO)2和水,反应的方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,漂白粉的有效成分为次氯酸钙,在反应中,氯气中氯元素化合价由0价降低为-1价,氯气中氯元素化合价由0价升高为+1价,氯气既是氧化剂又是还原剂,由方程式根据产物可知起氧化剂与还原剂的氯气各占一半,所以氧化剂与还原剂物质的量之比是1:1,
故答案为:1:1;
(2)pH试纸先变蓝(约为12),说明溶液呈碱性,后颜色褪去,说明又具有漂白性,
故答案为:碱性、漂白性;
(3)白雾中含有SO2,可以被硝酸氧化为硫酸,硫酸与AgNO3溶液反应产生硫酸银白色沉淀,故SO2可以使酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,白雾中可能含有少量Cl2,氯气和水反应产生的氯离子也能和硝酸银产生白色沉淀,所以据此判断白雾成分为HCl小液滴,该结论不合理,
故答案为:不合理;因为白雾中可能含有少量Cl2和SO2,也容易产生沉淀;
(4)稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色,产生氯气,为-1价的氯和+1价的氯发生价态归中反应,反应方程式为:ClO-+Cl-+2H+=2H2O+Cl2↑,
故答案为:ClO-+Cl-+2H+=2H2O+Cl2↑;
(5)①SO2也容易被氧化为硫酸,硫酸和次氯酸钙发生复分解反应生成硫酸钙白色沉淀,
故答案为:CaSO4;
②有氧化性Cl2和还原性的有SO2在水溶液中发生氧化还原反应生成硫酸和盐酸,从而失去氯气的黄绿色,反应的离子方程式为:Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-,
故答案为:Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-;
【实验II】打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中,则二氧化硫与过氧化钠发生反应生成硫酸钠,所以看到现象为:淡黄色固体变为白色粉末,
反应方程式为:SO2+Na2O2=Na2SO4;将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温,由SO2+Na2O2=Na2SO4可知反应后气体分子数减少,装置内压强降低,所以打开K2在大气压的作用下发生倒吸;
故答案为:

操作步骤实验现象解释原因
淡黄色固体变为白色粉末SO2+Na2O2=Na2SO4
Z中NaOH溶液倒吸入Y管中

点评 本题考查氯、硫及其化合物的性质实验,题目难度中等,明确实验目的、实验原理为解答关键,注意掌握常见元素及其化合物性质,试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力.

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