题目内容

如图是某研究性学习小组设计的SO2与Na2O2反应的探究装置.

(1)实验开始时,打开旋塞K,通入N2排尽整套装置中的空气,关闭旋塞K.点燃酒精灯,A中反应的化学方程式是
 
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(2)B装置的作用是
 
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(3)反应过程中,观察到:A中出现黑色不溶物;C中固体由淡黄色逐渐至完全转化为白色;若将带火星木条伸入D试管口内,火星显得更明亮.
①停止加热后,再通入N2至整套装置冷却,其目的是
 
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②取少量C中白色固体,溶于蒸馏水得无色溶液W.若向W中滴加几滴酸性KMnO4溶液,振荡,紫色褪去;若向W中加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,出现大量白色沉淀;则说明C中白色固体有
 
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③D装置中发生反应的离子方程式是
 
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④过滤出A装置中的黑色不溶物,洗涤后将其溶于浓硝酸,得到蓝色溶液并产生红棕色气体;向蓝色溶液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀;则黑色物质可能是
 
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a.Cu        b.  CuO          c.CuS            d.Cu2S.
考点:性质实验方案的设计,二氧化硫的化学性质,钠的重要化合物
专题:实验设计题
分析:(1)铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫气体和水,据此写出反应的化学方程式;
(2)装置B中盛放的是浓硫酸,浓硫酸为干燥剂,可以干燥二氧化硫,且通过观察浓硫酸中气泡,可以判断气体生成情况;
(3)①利用氮气排除装置中二氧化硫,避免污染环境;
②酸性高锰酸钾溶液褪色,证明产物中有亚硫酸钠;加入盐酸酸化的氯化钡生成沉淀,则证明产物中含有硫酸钠;
③D为尾气吸收装置,二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水;
④根据“产生红棕色气体、向蓝色溶液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀”判断黑色物质中含有的元素.
解答: 解:(1)浓硫酸和铜屑在加热条件下制备二氧化硫,化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)
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CuSO4+SO2↑+H2O,
故答案为Cu+2H2SO4(浓)
  △  
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CuSO4+SO2↑+H2O;
(2)浓硫酸可以除去气体中掺杂的水蒸气,并且观察气体生成状况,所以B装置的作用观察气体通量、干燥二氧化硫气体,
故答案为:观察气体通量、干燥;
(3)①氮气不与过氧化钠反应,二氧化硫有毒,利用氮气可以将装置中二氧化硫排出,防止二氧化硫造成污染,
故答案为:防止造成污染;
②溶解得无色溶液W中加入酸性KMnO4溶液,紫色褪去,说明产物中有还原剂亚硫酸钠,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,出现大量白色沉淀,该白色沉淀为硫酸钡,则说明反应产物中有硫酸钠,即C为:Na2SO3、Na2SO4,
故答案为:Na2SO3、Na2SO4;
③D装置盛放的是氢氧化钠溶液,是为了除去产生的二氧化硫防止污染,氢氧化钠与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水,反应的离子方程式为:4OH-+2SO2+O2=2SO42-+2H2O,
故答案为:4OH-+2SO2+O2=2SO42-+2H2O;
④反应得到的黑色物质溶于硝酸且产生红棕色气体,即发生氧化还原反应生成NO2,向溶于中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,则有硫酸根离子,故黑色物质可能是硫化铜、硫化亚铜,所以c、d正确,
故答案为:cd.
点评:本题考查了化学实验方案的设计,涉及二氧化硫的性质、实验方案的设计、氧化还原反应等知识,题目难度中等,注意掌握常见元素单质及其化合物性质,明确物质性质实验方案的设计原则,试题有利于培养学生的分析、理解能力及化学实验能力.
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