题目内容

20．某实验小组欲探究SO2和Cl2能否发生反应，设计如图所示的实验装置进行实验．

（1）图中仪器a的名称：分液漏斗．
（2）装置A中的反应为2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，反应中浓盐酸作用是还原性和酸性．
（3）装置B中蘸有NaOH溶液的棉花的作用是尾气处理，防止污染空气．
（4）打开A、C的装置a的活塞，一段时间后关闭活塞．待反应完全后，小组同学又继续如下实验．
①甲同学取适量B中溶液于试管中，向其中滴加少量AgNO3溶液，有白色沉淀生成．甲同学由此认为SO2和Cl2发生了反应，理由是该反应中生成了Cl-（填离子符号）．
②乙同学认为甲同学的结论不合理，认为ACl2中混有杂质，应该在装置A、B间增加一个洗气瓶，然后再按甲同学的方法即可得到正确结论．
乙同学认为Cl2中混有的杂质是HCl，洗气瓶中盛有试剂的名称是饱和食盐水．
③丙同学则认为甲、乙两位同学的结论均不合理．丙同学取适量B中溶液于试管中，向其中滴加少量溶液X，有白色沉淀生成，则可得出结论，即SO2与Cl2同时通入水中，可以发生反应．溶液X是a（填选顺序号）．
a．BaCl2溶液
b．Ba（OH）2溶液
c．酸性KMnO4溶液
d．品红溶液
SO2与Cl2同时通入水中反应的离子方程式是SO2+Cl2+2H2O═2HCl+H2SO4．
（5）硫代硫酸钠（Na2S2O3）可替代NaOH溶液吸收氯气，已知25.0mL0.1mol•L-1的Na2S2O3溶液恰好把标准状况下224mLCl2完全转化为Cl-时，S2O32-转化成d（填选项）．
a．S2-b．Sc．SO32-d．SO42-．

分析 装置图分析可知装置A是制备氯气的发生装置，装置C是制备二氧化硫的发生装置，氯气和二氧化硫通入装置B中的水，是否发生反应，设计实验教学分析验证，实质是二氧化硫和氯气在水中反应生成硫酸和氯化氢，注意氯气中的杂质气体分析和除杂，
（1）仪器a为分液漏斗；
（2）反应中浓盐酸一部分失电子做还原剂，一部分未变价；
（3）氯气有毒污染空气，不能排放需要用氢氧化钠吸收剩余氯气；
（4）①二氧化硫和氯气发生氧化还原反应生成了氯化氢，氯离子遇到银离子生成白色沉淀；
②制备氯气中含有氯化氢和水蒸气，氯化氢进入B中溶于水也会生成氯离子，需要在AB间增加一个洗气瓶，用饱和食盐水除去；
③二氧化硫被氯气氧化为硫酸，结合磷酸根离子检验证明二氧化硫和氯气发生了反应；
（5）在氧化还原反应中，化合价降低总数=化合价升高总数=转移电子数，根据转移电子相等确定生成物．

解答 解：（1）仪器a为分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
（2）反应中浓盐酸一部分失电子化合价升高做还原剂，一部分未变价显酸性做酸；
故答案为：还原性和酸性；
（3）氯气有毒污染空气，不能排放需要用氢氧化钠吸收剩余氯气，装置B中蘸有NaOH溶液的棉花的作用是吸收氯气尾气处理，防止污染空气，
故答案为：尾气处理，防止污染空气；
（4）二氧化硫和氯气发生氧化还原反应生成了氯化氢，氯离子遇到银离子生成白色沉淀，向其中滴加少量AgNO3溶液，有白色沉淀生成．甲同学由此认为SO2和Cl2发生了反应的依据是氯气被还原为氯离子，
故答案为：Cl-；
制备氯气中含有氯化氢和水蒸气，氯化氢进入B中溶于水也会生成氯离子，乙同学认为Cl2中混有的杂质是HCl，需要在AB间增加一个洗气瓶，用饱和食盐水除去，
故答案为：HCl，饱和食盐水；
③二氧化硫被氯气氧化为硫酸，结合磷酸根离子检验证明二氧化硫和氯气发生了反应，丙同学取适量B中溶液于试管中，向其中滴加少量溶液X含钡离子，且不能和二氧化硫发生反应，选项中
a、氯化钡溶液可以检验硫酸根离子存在，证明二氧化硫和氯气发生了反应，故a正确；
b、氢氧化钡和二氧化硫反应生成亚硫酸钡沉淀，不能说明二氧化硫和氯气发生反应，故b错误；
c、硝酸钡溶液中存在硝酸根离子，二氧化硫在溶液中被氧化为硫酸，也会生成硫酸钡沉淀，不能说明二氧化硫和氯气反应，故c错误；
d、氯气和二氧化硫按照1：1通入品红溶液反应，品红溶液不褪色，不能说明二氧化硫和氯气发生反应，故d错误；
SO2与Cl2同时通入水中反应的化学方程式是：SO2+Cl2+2H2O═2HCl+H2SO4
故答案为：a；SO2+Cl2+2H2O═2HCl+H2SO4；
（5）n（Na2S2O3）=0.1mol/L×0.025L=0.0025mol，氯气的物质的量=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，二者完全反应时转移电子相等，设硫代硫酸根离子被氧化后硫元素的化合价为x，0.01mol×2×（1-0）=0.0025mol×2×（x-2），4=x-2，x=+6，所以硫代硫酸根离子转化为硫酸根离子，故选d；故答案为：d．

点评 本题考查了化学实验探究，物质性质、反应过程分析、离子检验和实验设计是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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10．下列说法正确的是（　　）
A．pH=3的盐酸和pH=5的硫酸溶液等体积混合，pH=4
B．室温下，pH=9的碱性溶液中，存在H+
C．中性溶液中必然有c（H+）=c（OH-）=1×10-7mol•L-1
D．在0.1mol•L-1 HCl溶液中加入适量的蒸馏水，溶液中各种离子的物质的量浓度均减小
11．一定条件下，发生反应：X（g）+3Y（g）?2Z（g），不能说明反应达到化学平衡的是（　　）
A．Z的分解速率和生成速率相等
B．X、Y、Z的浓度不再变化
C．反应体系的总质量保持不变
D．单位时间内生成2nmolZ，同时生成nmolX
8．在实验实里，欲用98%的浓硫酸（密度为1.84g/mL）配制成浓度为0.5mol/L的稀硫酸500mL．用的主要仪器有：烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒和500ml容量瓶；所需浓硫酸的体积为13.6mL（保留到小数点后一位）；如果实验室有15mL、20mL、50mL的量筒，应选用15mL．
15．下列化学实验事实及其结论都正确的是（　　）
选项实验事实结论
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A．AB．BC．CD．D
5．将2.0mol/LFe2（SO4）3溶液和2.0mol/LH2SO4等体积混合（假设混合后溶液的体积等于混合前溶液的体积之和）．计算：
（1）混合液中Fe3+的物质的量浓度；
（2）混合液中H+、SO42-的物质的量浓度；
（3）假设混和后的溶液为2L，加入一定量Fe粉后放出H2在标准状况下的体积为16.8L，求加入铁粉的质量．
12．下列反应的离子方程式书写正确的是（　　）
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B．AlCl3与过量NaOH溶液反应：Al3++3OH-═Al（OH）2↓
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D．钠与水反应：Na+2H2O═Na++2OH-+H2↑
9．甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol/L的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入足量的铝粉，反应结束后再同条件下测得生成的气体体积比为（　　）
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10．一定温度下，向某密闭容器中通入X，发生反应：4X（g）?2Y（g）+Z（g）△H，在温度分别为T1、T2 的条件下X的物质的量n（X）  随时间t的变化曲线如图所示．下列有关叙述错误的是（　　）
A．△H＜0
B．平衡时Z的产率：T2＜T1
C．M、N、W三点对应的混合气体的平均相对分子质量：W＞M＞N
D．M点的正反应速率大于N点的逆反应速率

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