Question

17．某学习小组开展下列实验探究活动：
（1）装置A中反应的化学方程式为CaSO₃+2HCl=CaCl₂+SO₂↑+H₂O．
（2）利用装置A中产生的气体设计实验证明+4价硫具有氧化性：将SO₂通入氢硫酸溶液或者硫化钠溶液中，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ACBEDF，其中装置C的作用是除去HCl气体，通过当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残液于烧瓶中，加适量的水稀释，加热使SO₂全部逸出并与锥形瓶中H₂O₂完全反应（SO₂+H₂O₂=H₂SO₄，然后用0.1000mo1/L^-1 NaOH标准溶液进行滴定，至终点时消耗NaOH溶液20.00mL．
①G中球形冷凝管的冷凝水进口为b（填“a”或“b”）．
②残液中SO₂含量为64.00g．L^-1．
③经多次测定发现，测定值始终高于实验值，则其原因是残液中有剩余的盐酸（或过氧化氢），导致实验中消耗的氢氧化钠的量偏多．
（5）设计实验证明H₂SO₃为二元弱酸：用0.10mol﹒L^-1NaOH溶液来滴定10mL0.05mol﹒L^-1H₂SO₃溶液，消耗NaOH溶液的体积为10mL，即证明为二元酸或在滴有酚酞的10mL0.05mol﹒L^-1H₂SO₃溶液中，滴加10mL0.10mol﹒L^-1NaOH溶液后，再滴加10mLNaOH溶液，溶液颜色由无色变为红色．可证明为二元酸，用pH计可测定0.05mol﹒L^-1H₂SO₃溶液的PH，若PH大于1，则证明为弱酸．（可提供的仪器：pH计，其他中学化学常见仪器任选，药品：0.10mol﹒L^-1NaOH溶液、0.05 mol﹒L^-1 H₂SO₃溶液，酸碱指示剂）

Answer 1

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；
（5）用0.10mol﹒L^-1NaOH溶液来滴定10mL0.05 mol﹒L^-1 H₂SO₃溶液，消耗NaOH溶液的体积若为10ml证明为二元酸或依据亚硫酸氢钠溶液显酸性，亚硫酸钠溶液显碱性设计实验证明为二元酸，利用测定0.05 mol﹒L^-1 H₂SO₃溶液的PH判断是否完全电离来判断是否为弱酸．

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：A、C、B、E、D、F；除去HCl气体；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，导致实验中消耗的氢氧化钠的量偏多；
（5）用0.10mol﹒L^-1NaOH溶液来滴定10mL0.05 mol﹒L^-1 H₂SO₃溶液，消耗NaOH溶液的体积为10mL，即证明为二元酸或在滴有酚酞的10mL0.05 mol﹒L^-1 H₂SO₃溶液中，滴加10mL0.10mol﹒L^-1NaOH溶液后，先生成的是亚硫酸氢钠溶液显酸性，酚酞颜色不变为无色，再滴加10mLNaOH溶液，和亚硫酸氢钠反应生成亚硫酸钠溶液显碱性酚酞溶液变红色，所以溶液颜色由无色变为红色．可证明为二元酸；用pH计可测定0.05mol﹒L^-1 H₂SO₃溶液的PH，若PH大于1，说嘛氢离子未完全电离出来，溶液中存在电离平衡，则证明为弱酸，
故答案为：用0.10mol﹒L^-1NaOH溶液来滴定10mL0.05 mol﹒L^-1 H₂SO₃溶液，消耗NaOH溶液的体积为10mL，即证明为二元酸或在滴有酚酞的10mL0.05 mol﹒L^-1 H₂SO₃溶液中，滴加10mL0.10mol﹒L^-1NaOH溶液后，再滴加10mLNaOH溶液，溶液颜色由无色变为红色．可证明为二元酸，用pH计可测定0.05mol﹒L^-1 H₂SO₃溶液的PH，若PH大于1，则证明为弱酸．

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．