Question

5．某小组欲探究SO₂和Cl₂能否发生反应，设计如图所示的实验装置进行实验

（1）装置A中的反应为2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是1：5，生成71g Cl₂时反应转移的电子是2  mol，装置C中生成SO₂，反应的化学方程式是Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O
（2）装置B中蘸有NaOH溶液的棉花的作用是尾气处理，防止污染空气
（3）SO₂与Cl₂同时通入水中反应的化学方程式是SO₂+Cl₂+2H₂O═2HCl+H₂SO₄．

Answer 1

分析 根据装置图分析可知：装置A是制备氯气的发生装置，装置C是制备二氧化硫的发生装置，氯气和二氧化硫通入装置B中的水，是否发生反应，设计实验教学分析验证，实质是二氧化硫和氯气在水中反应生成硫酸和氯化氢，注意氯气中的杂质气体分析和除杂．
（1）所含元素化合价降低的反应物为氧化剂；根据化学方程式中电子守恒计算生成71g Cl₂转移的电子物质的量；装置C中浓硫酸与亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫与水；
（2）氯气有毒污染空气，不能排放需要用氢氧化钠吸收剩余氯气；
（3）二氧化硫和氯气同时通入水中发生氧化还原反应生成了盐酸和硫酸，由此书写化学反应方程式．

解答 解：（1）元素化合价升高的失电子做还原剂，元素化合价降低的做氧化剂，装置A中的反应为2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，反应中的氧化剂是KMnO₄，反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是1：5，生成氯气5mol×71g/mol=355g，电子转移10mol，则生成71g Cl₂转移的电子是2mol，装置C中浓硫酸与亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫与水，反应方程式为：H₂SO₄+Na₂SO₃=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案为：1：5；2；Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）氯气有毒污染空气，不能排放需要用氢氧化钠吸收剩余氯气，装置B中蘸有NaOH溶液的棉花的作用是吸收氯气尾气处理，防止污染空气，
故答案为：尾气处理，防止污染空气；
（3）二氧化硫和氯气同时通入水中发生氧化还原反应生成了盐酸和硫酸，化学方程式为：SO₂+Cl₂+2H₂O═2HCl+H₂SO₄，故答案为：SO₂+Cl₂+2H₂O═2HCl+H₂SO₄．

点评 本题考查了化学实验探究，物质性质、反应过程分析、离子检验和实验设计是解题关键，题目难度中等．