题目内容

某兴趣小组设计如图实验装置进行实验．
Ⅰ、探究大气污染物SO2的性质
（1）为了实现绿色环保的目标，能否用图A2代替A1装置
 
（填“能”或“否”）．
（2）B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性，则B中所盛试剂为
 
，C中反应的离子方程式为
 
，D中反应的化学方程式为
 
．
Ⅱ、探究铜片与浓H2SO4反应的产物
实验结束，发现在铜片表面附着黑色固体．查阅资料得知：此黑色固体可能含有CuO、CuS、Cu2S．常温下CuS和Cu2S都不溶于稀盐酸，在空气中煅烧都转化为Cu2O和SO2．该小组同学收集一定量黑色固体，按如下实验方案探究其成分：

（3）步骤Ⅱ中检验滤渣洗涤干净的实验方法是
 
．
（4）黑色固体的成分是
 
．
Ⅲ、尾气处理
用氨水吸收尾气中的SO2，“吸收液”中可能含有OH-、SO32-、SO42-、HSO3-等阴离子．
（5）氨水吸收过量SO2的反应的离子方程式为
 
．
（6）已知亚硫酸氢盐一般易溶于水，SO2也易溶于水．现有仪器和试剂为：小烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、过滤装置和滤纸；2mol/L盐酸、2mol/LHNO3、1mol/LBaCl2溶液、l mol/LBa（OH）2溶液、品红溶液、蒸馏水．请设计实验证明“吸收液”中存在SO32-、HSO3-，完成下表的实验操作、预期现象和结论：
实验操作预期现象与结论
步骤1：取适量“吸收液”于小烧杯中，用胶头滴管取l mol/L BaCl2溶液向小烧杯滴加直至过量．若出现白色浑浊，
则“吸收液”中存在SO32-或 SO42-．
步骤2：将小烧杯中的浊液过滤、洗涤，再用适量水把附在滤纸上的固体冲入另一小烧杯中；向冲下的固体
 
．
 
，
则“吸收液”中存在 SO32-．
步骤3：
 
．
 
，
则“吸收液”中存在 HSO3-．
考点：性质实验方案的设计,二氧化硫的化学性质
专题：实验设计题
分析：（1）依据装置图对比分析不同，总结对比；
（2）铜和浓硫酸加热反应生成二氧化硫气体，B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性．其中C、D分别为碘水和硫化氢的水溶液，检验二氧化硫漂白性可以通过品红试液；二氧化硫具有还原性，和碘单质反应生成硫酸和碘化氢；
（3）检验滤渣洗涤干净与否，实际是检验滤渣表面是否还有溶质粒子，本实验中滤渣表面可能会有氯离子；
（4）根据溶液颜色的变化及灼烧后固体质量的变化判断黑色固体的成分；
（5）过量二氧化硫和氨水反应生成亚硫酸氢铵；
（6）依据SO32-和HSO3-离子的性质和检验方法设计实验进行检验设计；结合题干信息和条件，取少量于小烧杯中加入过量氯化钡反应生成沉淀为亚硫酸钡或硫酸钡沉淀；取沉淀加入酸的生成二氧化硫，通过检验二氧化硫的存在方法验证亚硫酸根离子的存在；取滤液依据亚硫酸氢根离子和酸反应可以生成二氧化硫，检验二氧化硫完成实验设计，或通过亚硫酸氢根离子和氢氧化钡反应生成沉淀分析判断．
解答： 解：（1）装置图分析可知，A2的制取装置来代替A1装置，可以不需要加热或节约能源或药品，用分液漏斗加入硫酸可以控制反应速率，易于控制反应进行，符合绿色环保的目的，故答案为：能；
（2）依据装置图可知，铜和浓硫酸加热反应生成二氧化硫气体，B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性．其中C、D分别为碘水和硫化氢的水溶液，C检验二氧化硫的还原性，D检验二氧化硫的氧化性，检验二氧化硫漂白性可以通过品红试液，品红褪色是二氧化硫气体的特性；二氧化硫具有还原性，和碘单质反应生成硫酸和碘化氢；反应的离子方程式为：SO2+I2+2H2O═SO42-+2I-+4H+；二氧化硫具有氧化性，和硫化氢反应生成硫单质和水，反应的化学方程式为：SO2+2H2S=3S↓+2H2O，
故答案为：品红溶液； SO2+I2+2H2O═SO42-+2I-+4H+；SO2+2H2S=3S↓+2H2O；
（3）检验滤渣洗涤干净与否，实际是检验滤渣表面是否还有溶质粒子，由于固体用盐酸溶解，所以中滤渣表面可能会有氯离子，可用硝酸银来检验．
故答案为：取最后一次洗涤液少许，滴加少量AgNO3溶液，若无明显现象，则洗涤干净；
（4）根据用盐酸溶解后滤液变蓝，证明固体中含氧化铜，固体A为铜的硫化物，B为Cu2O．
若B全为Cu2S，2Cu2S+3O2
 高温 
.
 
2Cu2O+2SO2
            320            288
             2g             m1
解得m1=1.8
若B全为CuS，4CuS+5O2
 高温 
.
 
2Cu2O+4SO2
            384           288
             2g           m2
解得m2=1.5g
而实际得固体B为1.68g，介于m1和m2之间，所以固体A为Cu2S和CuS的混合物，
故答案为：CuO、Cu2S、CuS；
（5）氨水吸收过量SO2的反应的离子方程式为NH3?H2O+SO2=NH4++HSO3-，故答案为：NH3?H2O+SO2=NH4++HSO3-；
（6）依据SO32-和HSO3-离子的性质和检验方法设计实验进行检验设计；结合题干信息和条件，取少量于小烧杯中加入过量氯化钡反应生成沉淀为亚硫酸钡或硫酸钡沉淀；取沉淀加入酸的生成二氧化硫，通过检验二氧化硫的存在方法验证亚硫酸根离子的存在；取滤液依据亚硫酸氢根离子和酸反应可以生成二氧化硫，检验二氧化硫完成实验设计，或通过亚硫酸氢根离子和氢氧化钡反应生成沉淀分析判断；实验设计方法和步骤为：
实验操作预期现象与结论
步骤2：滴入1滴（或少量）品红，再滴入过量2mol/L盐酸，振荡若品红褪色（或有气泡）
步骤3：用试管取适量滤液，向其中（或小烧杯中）滴入过量的1mol/L Ba（OH）2溶液[或滴入1滴（或少量）品红溶液，再滴入2-3滴（或过量）的2mol/L盐酸]，振荡若出现白色沉淀（或品红溶液褪色，或有气泡）
故答案为：
实验操作预期现象与结论
步骤2：滴入1滴（或少量）品红，再滴入过量2mol/L盐酸，振荡若品红褪色（或有气泡）
步骤3：用试管取适量滤液，向其中（或小烧杯中）滴入过量的1mol/L Ba（OH）2溶液[或滴入1滴（或少量）品红溶液，再滴入2-3滴（或过量）的2mol/L盐酸]，振荡．若出现白色沉淀（或品红溶液褪色，或有气泡）
点评：本题考查了二氧化硫性质的实验验证方法和实验设计分析步骤，掌握实验基础和离子性质、离子检验方法，正确选择试剂，描述反应现象，题目难度中等．
练习册系列答案
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某无色透明溶液中存在大量的H+、Cl-、NO3-，该溶液中还可能大量存在的是（　　）
A、HCO3-
B、NH4+
C、Cu2+
D、Ag+
请写出下列化学反应方程式：
（1）乙烯通入溴水中：
 

（2）2-氯丙烷与氢氧化钠水溶液共热：
 

（3）乙醇和乙酸在浓硫酸作用下反应：
 

（4）苯酚与甲醛在加入浓盐酸作用下发生缩聚反应：
 
．
为探究CO2与NaOH溶液能发生化学反应，甲、乙、丙三位同学设计了下列三种实验装置，请回答下列问题：

（1）请写出CO2与过量的NaOH发生反应的离子方程式：
 
．
（2）选择任意一种实验装置，简述预计出现的实验现象，解释产生该实验现象的原因．你选择的实验装置是
 
，实验现象是
 
，产生该实验现象的原因
 
．
下列各项反应中，升高温度，平衡常数减小的是（　　）
A、2SO3?2SO2+O2
B、H2PO4-+H2O?HPO42-+H3O+
C、Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+
D、CH3COOH+OH-?CH3COO+H2O
NaHSO4可被过量KIO3氧化，当NaHSO3．完全消耗时即有I2析出．某课题组用淀粉作指示剂，通过测定溶液变蓝所用时间来探究影响化学反应速率的因素．
（1）写出NaHSO3溶液与过量KIO3溶液反应生成I2的离子方程式：
 
．
（2）调节反应物浓度和温度进行对比实验，记录结果如下：
实验编号0.02mol/LNaHSO3溶液/mL0.02mol/LKIO3溶液/mLH2O/mL反应温度/℃溶液变蓝的时间t/s
①1015a10t1
②1030010t2
③10b020t3
表中a=
 
，b=
 
．
（3）改变反应温度，重复实验③，得到温度（T）与溶液变蓝所需时间（t）的关系如图所示（“×××”表示超过50℃后溶液不会再变蓝）．
①在30℃下，若溶液变蓝时，I2的物质的量为nmol，则从反应开始至溶液变蓝，IO3-的平均反应速率
 
 mol?L-1?s-1（写出表达式即可，不要化简）．
②根据图象，请你分析温度低于50℃时，溶液变蓝所需时间与反应温度的关系：
 


（4）将NaHSO3溶液与KIO3溶液混合（预先加入可溶性淀粉为指示剂），用速率检测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大，一段时间后反应速率又逐渐减小．课题组对起始阶段反应速率逐渐增大的原因提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：反应生成的SO42-对反应起催化作用，SO42-浓度越大反应速率越快；
假设二：
 
；
假设三：
 
；
…
（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容（反应速率可用测速仪测定）．
实验方案（不要求写出具体操作过程）预期实验现象和结论
为了比较①H-OH，②CH3COOH，③CH3CH2-OH，④H2CO3，⑤苯酚五种物质分子中-OH上氢原子的活动性顺序，某课外活动小组设计了如下表所示的实验方案．请你利用有关实验仪器及给出的试剂，填写表中的空格，完成上述实验方案．可供选用的试剂有：紫色石蕊试液、金属钠、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液．实验中所需仪器自选．
实验步骤和操作实验现象结论（-OH上氢原子活动性顺序）
（1）五种物质各取少量于五支试管中，各加入紫色石蕊试液2～3滴②④变红，其它不变②、④＞①、③、⑤
（2）
（3）①、③、⑤各取少量于试管中，各加入少量NaOH溶液⑤由浑浊变澄清⑤＞①、③
（4）
（5）通过以上实验比较，从而得出这五种物质分子中-OH上氢原子的活动性由强到弱的顺序为
 
（填序号）
某学校化学科研小组从文献资料上获得如下信息：NaHCO3在潮湿的空气中会缓慢分解成Na2CO3、H2O和CO2．为了验证这一信息，该科研小组将一瓶在潮湿空气中久置的NaHCO3样品混合均匀后，进行如下实验：
（1）在一个质量为ag的蒸发皿中加入一些样品，称得总质量为bg．用酒精灯对其充分加热，冷却后称得其总质量为cg．残留在蒸发皿中的固体是（填化学式）
 
．
（2）另称取相同质量的样品放入锥形瓶中，实验装置如图所示．为了保证实验成功，所选用针筒的最大刻度值应大于或等于
 
（mL）．（设实验在标准状况下进行）
（3）打开活塞逐滴加入稀硫酸，至没有气泡产生为止．针筒中收集到气体折算成标准状况下的体积为VmL（滴入稀硫酸的体积及针筒活塞的内壁的摩擦力忽略不计）．该科研小组设称取的每份样品中的Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为x、y，且没有利用化学方程式进行计算，就列出了如下算式：x+y=
VmL
22400mL?mol-1
，他们依据的原理是
 
．根据相似原理，请完成下列算式：2x+y=
 
由上述两算式，该科研小组通过计算，得出了样品中的Na2CO3、NaHCO3的质量分数．
下列叙述正确的是（　　）
A、直径介于1～10nm之间的微粒称为胶体
B、NaOH溶液中滴加FeCl3溶液制得Fe（OH）3胶体
C、利用丁达尔效应可以区别溶液与胶体
D、过滤可以分离胶体粒子与溶液中的溶质粒子

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