题目内容

实验室用浓硫酸与铜的反应制取少量NaHSO3,实验装置如图所示:

(1)装置乙的作用是_____________________。
(2)装置丁的作用是吸收污染空气的SO2气体,其反应的离子方程为                      。
(3) SO2 气体有漂白性、还原性和氧化性。将SO2 通入氯水中,SO2表现的是________性,化学反应方程式为                             。
(4)反应过程中,将丙中滴管里的品红溶液滴入锥形瓶,若现象为                    ,则溶液中的NaOH完全转化为了NaHSO3。
(5)若丙中没有加入品红溶液,则不能准确判断氢氧化钠是否完全转化。现有可供选择的仪器和试剂:烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管; 2 mol/L盐酸、2 mol/L硝酸、1 mol/L氯化钡溶液、l mol/L氢氧化钡溶液、品红溶液、蒸馏水。
请设计实验探究吸收后产物中是否存在NaHSO3 和Na2SO3,将实验操作、预期的实验现象和结论填在下表中。

实验操作
预期现象与结论
步骤1:取少量待测液放入试管中,滴加过量lmol/L氯化钡溶液。静置一段时间后,得到滤液A和固体B。
 
步骤2:往固体B中加入蒸馏水洗涤沉淀,静置后弃去上层清液,向固体滴入2滴(或少量)品红,再                
                                 
若品红褪色(或有气泡),则          
                                   
 
步骤3:                           
                                      
若                                   
则                                 ;
否则                                 。 
 

(17分)
(1)(2分)防止丙中液体倒吸入装置甲中(或缓冲瓶的作用)  
(2)(3分) 5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+
(3)3分)还原性(1分)  SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl(2分)
(4)(2分)品红溶液褪色
(5)(7分)

实验操作
预期现象与结论
步骤2:再滴入过量2mol/L盐酸(1分),振荡(1分)
产物中存在Na2SO3(1分)
步骤3:用试管取适量滤液A(1分),向其中
加入过量lmol/L氢氧化钡溶液(或滴入2滴品红,再滴入过量2mol/L盐酸。),振荡(1分)
若出现浑浊(或红色褪去),则产物中存在NaHSO3(1分);否则不存在NaHSO3(1分)。
 
评分说明:
(1)文字中只要写出加有着重号的文字、化学式或类似的意思,该评分点给分;
(2)用品红检验SO32-或HSO3-时:①如果先加盐酸、后加品红,SO2量少且挥发一部分,可能会出现品红不褪色而误判,这种情况两处合起来扣1分;②如果不加品红、只滴盐酸,两处合起来扣1分。

解析试题分析:(1)读图可知,装置甲中Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,SO2不仅易溶于水,而且易溶于装置丙中的NaOH溶液,因此丙中溶液易倒吸进入甲装置内的浓硫酸中,易造成安全事故,所以装置乙的作用就是防止丙中液体倒吸入装置甲中(或起缓冲瓶或安全瓶的作用);(2)丁装置中KMnO4作强氧化剂,SO2作还原剂,锰元素由+7价降为+2价,硫元素由+4价升为+6价,根据化合价升降总数相等、原子个数守恒可知,2KMnO4+5SO2+2H2O=2MnSO4+K2SO4+2H2SO4,或者5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+;(3)氯水是强氧化剂,可以将SO2氧化为SO42-,即SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,则SO2是还原剂,显还原性;(4)若SO2不足,丙中反应为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O;若SO2过量,丙中先发生的反应为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,后发生的反应为Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3,由此推断丙中SO2过量,则滴入品红溶液会褪色,因为二氧化硫具有漂白性;(5)Na2SO3与BaCl2易反应生成BaSO3沉淀,而NaHSO3与BaCl2不能反应;BaSO3易溶于盐酸,并放出能使品红溶液褪色的SO2气体,因此步骤2中先向洗涤后的固体滴入2滴或少量品红溶液,再滴入过量2mol/L盐酸,振荡,若固体完全溶解,品红褪色或有气泡,则装置丙的产物中含有Na2SO3;由于可溶性的NaHSO3易与Ba(OH)2反应生成BaSO3沉淀,或者NaHSO3易与盐酸反应放出能使品红溶液褪色的SO2气体,故步骤3中可用试管取适量滤液A,向其中加入过量lmol/L氢氧化钡溶液(或滴入2滴品红,再滴入过量2mol/L盐酸),振荡,若出现浑浊(或红色褪去),则装置丙的产物中存在NaHSO3;否则不存在NaHSO3。
考点:考查探究实验方案的设计,涉及气体制备、性质、尾气处理等化学实验。

练习册系列答案
相关题目

为研究铜与浓硫酸的反应,某化学兴趣小组进行如下实验。
实验I反应产物的定性探究
按下图装置(固定装置已略去)进行实验

(1)A中反应的化学方程式为:                                        
(2)F烧杯中的溶液通常是                。
(3)实验过程中,能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是      
(4)实验结束后,证明A装置试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是   。
(5)为说明浓硫酸中的水是否影响B装置现象的判断,还须进行一次实验。实验方案为                                    。
实验Ⅱ 反应产物的定量探究
(6)在铜与浓硫酸反应的过程中,发现有黑色物质出现,经查阅文献获得下列资料。
资料1:

资料2:X射线晶体分析表明,铜与浓硫酸反应生成的黑色物质为Cu2S、CuS、Cu7S4中的一种或几种。
仅由上述资料可得出的正确结论是      。
a.铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个
b.硫酸浓度选择适当,可避免最后产物中出现黑色物质
c.该反应发生的条件之一是硫酸浓度≥15 mol·L-1
d.硫酸浓度越大,黑色物质越快出现、越难消失
(7)为测出硫酸铜的产率,将该反应所得溶液中和后配制成250.00 mL溶液,取该溶液25.00 mL加入足量KI溶液振荡,以淀粉溶液为指示剂,用b mol·L-1Na2S2O3溶液滴定生成的I2,3次实验平均消耗该Na2S2O3溶液V mL。若反应消耗铜的质量为ag,则硫酸铜的产率为          。         (已知:2Cu2++4I-=2CuI+I2,2S2O32-+I2=S4O62-+2I-)

某同学旅游时发现,苗族人的银饰美丽而富有民族文化,制作银饰时可以选用Fe(NO3)3溶液做蚀刻剂。受此启发,该同学所在的化学兴趣小组在实验室选用Fe(NO3)3溶液清洗做过银镜反应的试管,发现不但银镜溶解,而且较少产生刺激性气体。
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【提出假设】假设1: Fe(NO3)3溶液显酸性,在此酸性条件下NO3-能氧化Ag;
假设2:Fe3+具有氧化性,能氧化Ag
【验证假设】
(1)甲同学验证假设1。
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②测得1.5  mol/L的Fe(NO3)3溶液pH约为1,其原因用化学用语表示为____。
③将pH=1的HN03溶液加入到镀有银镜的试管中,振荡,观察到银镜慢慢溶解,产生无色气体并在液面上方变为红棕色,溶液中发生反应的离子方程式应是_____
④将1.5mol/L的Fe(NO3)3溶液加入到镀有银镜的试管中,振荡,观察到银镜很快溶解,并且溶液颜色加深。
(2)乙同学验证假设2。分别用溶质的质量分数为2%、10%的足量FeCl3溶液加入到镀有银镜的试管中,振荡,都看不出银镜溶解。乙同学由此得出结论,假设2不成立。
你是否同意乙的结论?_______,简述理由:_______
【思考与交流】I甲同学的实验④中,溶液颜色为什么会加深?查阅资料得知,Fe2+能与NO形成配离子:(棕色)。已知,同浓度的硝酸氧化性比Fe3+略强。
根据以上信息综合分析,浓、稀Fe(N03)3溶液溶解银镜时,发生的反应有何不同?
__________________________________________

现有一瓶实验室放置已久的可能被氧化的Na2SO3固体,为了研究它的组成,请你参与同学们进行的如下探究活动:
可选用试剂:浓H2SO4、浓HNO3、10%盐酸、0.1mol/LH2SO4、0.1mol/LHNO3、0.1mol/LBaCl2、0.1mol/LBa(NO3)2、3%H2O2、10%NaOH溶液、蒸馏水、品红溶液;仪器自选。
(1)提出假设
假设一:固体全部是Na2SO3; 假设二:固体全部是Na2SO4;
假设三:                                                  。
(2)设计实验方案(略);选用下图装置进行实验,该装置的优点是                 。

(3)进行实验:请在下表中用简要文字写出实验操作、预期现象和结论。

实验步骤
预期现象和结论
步骤1:取适量固体样品于微型试管中;在W管a处滴入        、b处滴入      ;用胶管将W管与微型试管连接好
 
步骤2:用针筒吸入       ,将针头穿过微型试管的胶塞,向固体样品中注入该溶液。
                               
                               
                              。
步骤3:拨出针筒,吸入蒸馏水洗净;再吸入
               注入微型试管中
                               
                               
                              。
 
(4)若将上述探究过程中生成的气体通入到足量的新制漂白粉浓溶液中,则可生成白色沉淀。试写出该反应的离子方程式:                                        。

铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素,且杂质不与硫酸反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
Ⅰ.铁矿石中含氧量的测定,以下实验过程不完整,请补充完整。

(1)按上图组装仪器,并______________________________________________;
(2)将8.0 g铁矿石放入硬质玻璃管中,装置B、C中的药品如图所示(夹持仪器均省略);
(3)从左端导气管口处不断地缓缓通入H2,____________________________,
点燃A处酒精灯;
(4)充分反应后,撤掉酒精灯,________________________________________;
(5)测得反应后装置B增重2.25 g,则铁矿石中氧的百分含量为________。
Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定,流程如下。

(1)步骤④中煮沸的作用是___________________________________________。
(2)步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、250 mL容量瓶、________。
(3)下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是________。
a.因为碘水为黄色,所以滴定过程中不需加指示剂
b.锥形瓶不需要用待测液润洗
c.滴定过程中可利用淀粉溶液作指示剂
d.滴定过程中,眼睛注视滴定管中液面变化
e.滴定结束后,30 s内溶液不恢复原来的颜色,再读数
f.滴定结束后,滴定管尖嘴部分有气泡,则测定结果偏大
(4)若滴定过程中消耗0.500 0 mol·L-1 KI溶液20.00 mL,则铁矿石中铁的百分含量为________。
Ⅲ.由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为________。

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