题目内容
13.用如图所示实验装置进行SO2性质的探究实验.(1)装置A中发生反应的离子方程式为:HSO3-+H+=SO2↑+H2O,G装置的作用吸收尾气,可防止空气中二氧化碳进入F中.
(2)简述检查该装置气密性的方法G中加水至没过导气管口,微溶A中的圆底烧瓶,若G中有气泡产生,停止加热,冷却后导管末端形成一段水柱,说明气密性良好.
(3)能够证明SO2具有还原性、氧化性的实验装置依次为和C和B(用字母表示),观察到的现象依次是C中溴水褪色、B中出现黄色沉淀.
(4)若要证明酸性:H2CO3>H2SiO3,则应观察到的实验现象有E中品红不褪色,F中出现白色浑浊.
(5)某同学用32gCu与50g 98%浓硫酸反应来制取SO2,实验结束后,还有19.2g的Cu剩余,若要让Cu完全溶解,则至少应加入1mol/L的稀硝酸600mL.
分析 浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,二氧化硫与硫化钠发生氧化还原反应生成硫,二氧化硫表面氧化性,二氧化硫与溴水反应生成氢溴酸和硫酸,二氧化硫溶液呈酸性,与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳气体,二氧化硫具有漂白性,能够使品红溶液褪色,二氧化碳对应的水溶液酸性都比硅酸强,则F中生成硅酸沉淀,二氧化硫有毒,不能直接排放到空气中,能够与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠,可以用氢氧化钠吸收过量的二氧化硫,以此解答该题.
解答 解:浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,二氧化硫与硫化钠发生氧化还原反应生成硫,二氧化硫表面氧化性,二氧化硫与溴水反应生成氢溴酸和硫酸,二氧化硫溶液呈酸性,与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳气体,二氧化硫具有漂白性,能够使品红溶液褪色,二氧化碳对应的水溶液酸性都比硅酸强,则F中生成硅酸沉淀,二氧化硫有毒,不能直接排放到空气中,能够与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠,可以用氢氧化钠吸收过量的二氧化硫,
(1)装置A中发生反应的离子方程式为HSO3-+H+=SO2↑+H2O,F用于检验二氧化碳与硅酸钠的反应,G可防止空气中二氧化碳进入F中,且可起到吸收尾气的作用,
故答案为:HSO3-+H+=SO2↑+H2O;吸收尾气,可防止空气中二氧化碳进入F中;
(2)检查气密性,可将G中加水至没过导气管口,微溶A中的圆底烧瓶,若G中有气泡产生,停止加热,冷却后导管末端形成一段水柱,说明气密性良好,
故答案为:G中加水至没过导气管口,微溶A中的圆底烧瓶,若G中有气泡产生,停止加热,冷却后导管末端形成一段水柱,说明气密性良好;
(3)二氧化硫具有还原性,可与溴水发生氧化还原反应而使溴水褪色,同时二氧化硫具有氧化性,可与硫化钠发生氧化还原反应生成硫,溶液变浑浊,
故答案为:C和B;C中溴水褪色,B中出现黄色沉淀;
(4)若要证明酸性:H2CO3>H2SiO3,先排除二氧化硫的干扰,则E中品红不褪色,F中出现白色浑浊,故答案为:E中品红不褪色,F中出现白色浑浊;
(5)铜和浓硫酸发生Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O,实验结束后,还有19.2g的Cu剩余,说明反应的铜的质量为32g-19.2g=12.8g,为0.2mol,由方程式可知消耗0.4mol,而50g 98%浓硫酸中n(H2SO4)=0.5mol,则反应后剩余0.1mol硫酸,
Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO与水,反应离子方程式为:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO+4H2O,n(Cu)=$\frac{19.2g}{64g/mol}$=0.3mol,由离子方程式可知需要0.8molH+,则需要0.6mol硝酸,体积为600mL,
故答案为:600.
点评 本题考查了二氧化硫的制取及二氧化硫的性质实验,题目难度中等,明确反应原理、二氧化硫的性质是解答本题的关键,注意掌握二氧化硫的性质及性质实验方案设计方法,试题培养了学生的分析能力及化学实验能力.
| A. | SO3 | B. | H2O2 | C. | NO2 | D. | Na2O2 |
| A. | Cu | B. | 熔融的K2SO4 | C. | 乙醇 | D. | NaOH溶液 |
| A. | 分子中所有原子在同一平面 | |
| B. | 在ABn型分子中,A原子最外层电子不一定都成键 | |
| C. | 在ABn分子中,A元素为最高正价 | |
| D. | 分子中不含氢原子 |
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤;
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH约为3;
Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失,过滤;
Ⅴ.再经过一系列操作,分离得到产品.
(1)步骤Ⅰ中过滤所得滤渣主要成分为:SiO2,H2SO4溶解Al2O3的离子方程式为:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O.
(2)步骤Ⅱ中加入KMnO4时发生反应的离子方程式为:MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O.
(3)已知:生成氢氧化物沉淀的pH
| Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | |
| 开始沉淀时 | 3.4 | 6.3 | 1.5 |
| 完全沉淀时 | 4.7 | 8.3 | 2.8 |
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的:pH约为3时,Fe2+和Al3+不能形成沉淀,将Fe2+氧化为Fe3+,可使铁完全沉淀.
(4)已知:一定条件下,MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2.
①向Ⅲ的沉淀中加入浓盐酸并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是:生成黄绿色气体.
②步骤Ⅳ中加入MnSO4的目的是:除去过量的MnO4-.
(5)步骤Ⅴ中“一系列操作”是蒸发浓缩、冷却结晶.