题目内容

1.某学习小组开展下列突验探究活动

(1)装置A中反应的化学方程式为CaSO3+2HCl=CaCl2+SO2↑+H2O
(2)设计实验:利用装置1中产生的气体证明+4价硫具有氧化性将SO2通入氢硫酸溶液中,出现淡黄色沉淀,证明+4价硫具有氧化性
(3)选用下面的装置和药品探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱

装置连接顺序为A,C,B,E,D,F,其中装置C的作用是除去HCl,通过D中品红不褪色,F中出现白色沉淀现象即可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸
(4)利用G装置可测定装置A残液中SO2的含量,量取1.00mL残夜于烧瓶中,加适量的水稀释,加热使SO2全部溢出并与锥形瓶中H2O2完全反应SO2+H2O2=H2SO4然后用0.1000mol/L-1NaOH标准溶液进行滴定,至终点时消耗NaOH溶液20.00mL.
①图G中球形冷凝管进水口为b(填“a”或“b”)
②残液中SO2含量为64.00g.L-1
③经过多次测定发现,测定值始终高于实际值,则其原因是残留液中有剩余的盐酸.

分析 (1)盐酸与亚硫酸钙反应生成氯化钙、二氧化硫与水;
(2)二氧化硫与氢硫酸反应生成硫,反应中二氧化硫表现氧化性;
(3)次氯酸具有强氧化性、二氧化硫具有还原性,不能利用二氧化硫与次氯酸钙直接反应判断亚硫酸与次氯酸的酸性强弱,先验证亚硫酸酸性比碳酸强,再结合碳酸酸性比HClO强碱性判断.A装置制备二氧化硫,由于盐酸易挥发,制备的二氧化硫中混有HCl,用饱和的亚硫酸氢钠除去HCl,再通过碳酸氢钠溶液,可以验证亚硫酸酸性比碳酸强,用酸性高锰酸钾溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫,用品红溶液检验二氧化碳中二氧化硫是否除尽,再通入F中;
(4)①采取逆流原理通入冷凝水;
②根据关系式:SO2~H2SO4~2NaOH计算;
③残留液中有剩余的盐酸.

解答 解:(1)盐酸与亚硫酸钙反应生成氯化钙、二氧化硫与水,反应方程式为:CaSO3+2HCl=CaCl2+SO2↑+H2O,
故答案为:CaSO3+2HCl=CaCl2+SO2↑+H2O;
(2)二氧化硫与氢硫酸反应生成硫,反应中二氧化硫表现氧化性,利用装置1中产生的气体证明+4价硫具有氧化性:将SO2通入氢硫酸溶液中,出现淡黄色沉淀,证明+4价硫具有氧化性,
故答案为:将SO2通入氢硫酸溶液溶液中,出现淡黄色沉淀,证明+4价硫具有氧化性;
(3)次氯酸具有强氧化性、二氧化硫具有还原性,不能利用二氧化硫与次氯酸钙直接反应判断亚硫酸与次氯酸的酸性强弱,先验证亚硫酸酸性比碳酸强,再结合碳酸酸性比HClO强碱性判断.A装置制备二氧化硫,由于盐酸易挥发,制备的二氧化硫中混有HCl,用饱和的亚硫酸氢钠除去HCl,再通过碳酸氢钠溶液,可以验证亚硫酸酸性比碳酸强,用酸性高锰酸钾溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫,用品红溶液检验二氧化碳中二氧化硫是否除尽,再通入F中,则:
装置连接顺序为A、C、B、E、D、F,其中装置C的作用是除去HCl气体,D中品红不褪色,F中出现白色沉淀,可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸,
故答案为:B、E;除去HCl;D中品红不褪色,F中出现白色沉淀;
(4)①采取逆流原理通入冷凝水,即球形冷凝管进水口为b,故答案为:b;
②设残液中SO2含量为xg.L-1,则:
SO2~~H2SO4~~2NaOH
64g             2mol
xg.L-1×0.001L  0.02L×0.1mol/L
所以64g:xg.L-1×0.001L=2mol:0.02L×0.1mol/L
解得x=64.00
故答案为:64.00;
③残留液中有剩余的盐酸,挥发出HCl,会消耗NaOH,导致测定值始终高于实际值,
故答案为:残留液中有剩余的盐酸.

点评 本题考查气体制备与性质实验、物质含量测定实验,涉及装置分析与评价、实验方案设计、仪器使用、化学计算等,关键是明确实验原理,较好的考查学生实验综合能力与知识迁移应用,难度中等.

练习册系列答案
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11.高锰酸钾[KMnO4]是常用的氧化剂.工业上以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备高锰酸钾晶体.中间产物为锰酸钾[K2MnO4].图1是实验室模拟制备的操作流程:

相关资料:
①物质溶解度
物质KMnO4K2CO3KHCO3K2SO4CH3COOK
20℃溶解度6.411133.711.1217
②锰酸钾[K2MnO4]
外观性状:墨绿色结晶.其水溶液呈深绿色,这是锰酸根(MnO42-)的特征颜色.
化学性质:在强碱性溶液中稳定,在酸性、中性和弱碱性环境下,MnO42-会发生歧化反应.
试回答下列问题:
(1)煅烧软锰矿和KOH固体时,不采用石英坩埚而选用铁坩埚的理由是高温下强碱会和瓷坩埚中的二氧化硅反应腐蚀坩埚;
(2)实验时,若CO2过量会生成KHCO3,导致得到的KMnO4产品的纯度降低.请写出实验中通入适量CO2时体系中可能发生反应离子方程式:3MnO42-+2CO2═2MnO4-+MnO2↓+2CO32-,2OH-+CO2═CO32-+H2O;
其中氧化还原反应中氧化剂和还原剂的质量比为1:2.
(3)由于CO2的通入量很难控制,因此对上述实验方案进行了改进,即把实验中通CO2改为加其他的酸.从理论上分析,选用下列酸中A,得到的产品纯度更高.
A.醋酸             B.浓盐酸             C.稀硫酸
(4)工业上采用惰性电极电解锰酸钾溶液制取高锰酸钾,试写出该电解反应的化学方程式2K2MnO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2KMnO4+H2↑+2KOH提出改进方法:可用阳离子交换膜分隔两极区进行电解(如图).图2中A口加入的溶液最好为KOH溶液.使用阳离子交换膜可以提高Mn元素利用率的原因为阳离子交换膜防止锰酸根进入阴极区被还原.

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