Question

9．已知SiO₂、SO₂和CO₂都是酸性氧化物，化学性质具有一定的相似性；Mg和Na的化学性质也具有一定的相似性．用如图所示装置进行Mg和SO₂反应的实验．
（1）选择制取SO₂的合适试剂②③．
①10%的H₂SO₄溶液    ②80%的H₂SO₄溶液
③Na₂SO₃固体         ④CaSO₃固体
（2）写出装置乙和B中发生的主要反应的化学方程式：
Na₂SO₃+H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；
3Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+MgS（或2Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+S，Mg+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgS）．
装置C中NaOH溶液的作用是吸收过量二氧化硫，防止污染环境．
（3）你认为该装置是否有不足之处？有．如果有，请说明在A和B之间没有连接一个干燥装置、C装置未与大气相通、在镁下方未垫一个不锈钢片、镁与玻璃管反应、未设计一个防倒吸装置．

Answer 1

分析 （1）依据强酸制备弱酸的原理，结合物质的性质，选择实验室制备SO₂的试剂；
（2）装置乙为制取SO₂的反应；根据Mg与CO₂的反应知B中Mg与SO₂反应能生成氧化镁与单质硫，但单质硫能与镁反应生成硫化镁；二氧化硫有毒，不能直接排放到空气中，可用氢氧化钠吸收过量的二氧化硫；
（3）该装置中：①A中的水蒸气会进入B与Mg反应，在A、B中间应加干燥装置；②Mg能与SiO₂反应，在Mg下方垫一不锈钢片，隔离Mg和SiO₂；③尾气处理装置C试管用胶塞封闭，且无防倒吸装置．

解答 解：（1）依据强酸制备弱酸的原理，制取SO₂应用浓H₂SO₄和亚硫酸盐，选项中不可选用CaSO₃，因为CaSO₃微溶于水，会附在固体表面，阻碍反应进行，
故答案为：②③；
（2）装置乙为制取SO₂的反应，方程式为Na₂SO₃+H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；Mg具有还原性，SO₂具有氧化性，两者发生氧化还原反应，反应的方程式为3Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+MgS（或2Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+S，Mg+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgS），二氧化硫可与碱反应，易防止污染空气，所以装置C中NaOH溶液的作用是吸收过量二氧化硫，防止污染环境；
故答案为：Na₂SO₃+H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；3Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+MgS（或2Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+S，Mg+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgS）；吸收过量二氧化硫，防止污染环境；
（3）该装置中：①A中的水蒸气会进入B与Mg反应，在A、B中间应加干燥装置；②Mg能与SiO₂反应，在Mg下方垫一不锈钢片，隔离Mg和SiO₂；③尾气处理装置C试管用胶塞封闭，且无防倒吸装置，
故答案为：有；在A和B之间没有连接一个干燥装置、C装置未与大气相通、在镁下方未垫一个不锈钢片、镁与玻璃管反应、未设计一个防倒吸装置．

点评 本题为信息题，以镁和二氧化硅的反应为载体考查了二氧化硫的实验室制备及性质检验，侧重培养学生分析问题解决问题的能力，题目难度较大．