Question

12．某化学兴趣小组设计实验，用浓硫酸与铜的反应制取SO₂并进行相关实验探究，同时获得少量NaHSO₃，实验装置如图所示：
（1）装置甲中发生反应的化学方程式是Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，装置乙的作用是防止丙中液体倒吸入装置甲中（或缓冲瓶的作用）．
（2）装置丁的作用是吸收污染空气的SO₂气体，其反应的离子方程为5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺．
（3）SO₂气体有漂白性、还原性和氧化性．将SO₂通入溴水中，SO₂表现的是还原性，化学反应方程式为SO₂+Br₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl．
（4）反应过程中，将丙中滴管里的品红溶液滴入锥形瓶，若现象为品红溶液褪色，则溶液中的NaOH完全转化为了NaHSO₃．
（5）若丙中没有加入品红溶液，则不能准确判断氢氧化钠是否完全转化．现有可供选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管； 2mol/L盐酸、2mol/L硝酸、1mol/L氯化钡溶液、l mol/L氢氧化钡溶液、品红溶液、蒸馏水．请设计实验探究吸收后产物中是否存在NaHSO₃和Na₂SO₃，将实验操作、预期的实验现象和结论填在下表中．

实验操作	预期现象与结论
步骤1：取少量待测液放入试管中，滴加过量lmol/L氯化钡溶液．静置一段时间后，得到滤液A和固体B．
步骤2：往固体B中加入蒸馏水洗涤沉淀，静置后弃去上层清液，向固体滴入2滴（或少量）品红，再滴加盐酸．	若品红褪色（或有气泡），则说明含有Na2SO3．
步骤3：用试管取少量A，向其中加入过量的氢氧化钡溶液或先加入品红再加入盐酸．	若若生成白色沉淀或品红褪色，则说明有NaHSO3生成； 否则不存在NaHSO3．

Answer 1

分析 （1）浓硫酸和铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；二氧化硫极易溶于水和氢氧化钠溶液，应防止倒吸；
（2）二氧化硫具有还原性，可与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应；
（3）二氧化硫可与氯气发生氧化还原反应；
（4）溶液中的NaOH完全转化为了NaHSO₃，二氧化硫应过量，滴加品红褪色；
（5）实验探究吸收后产物中是否存在NaHSO₃和Na₂SO₃，可取少量待测液放入试管中，滴加过量lmol/L氯化钡溶液，静置一段时间后，得到滤液A和固体B，往固体B中加入蒸馏水洗涤沉淀，静置后弃去上层清液，向固体滴入2滴（或少量）品红，再滴加盐酸，若品红褪色（或有气泡），则说明含有Na₂SO₃，然后用试管取少量A，向其中加入过量的氢氧化钡溶液或加入品红再加入盐酸，如生成白色沉淀或品红褪色，则说明有NaHSO₃生成，否则不存在NaHSO₃．

解答 解：（1）Cu与浓硫酸反应的化学方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；浓硫酸和铜反应生成的二氧化硫极易溶于水和氢氧化钠溶液，应防止倒吸，
故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；防止丙中液体倒吸入装置甲中（或缓冲瓶的作用）；
（2）二氧化硫具有还原性，可与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应，反应的离子方程式为 5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，
故答案为：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；
（3）二氧化硫可与氯气发生氧化还原反应生成硫酸和氯化氢，反应的化学方程式为：SO₂+Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl，
故答案为：还原；SO₂+Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl；
（4）溶液中的NaOH完全转化为了NaHSO₃，二氧化硫应过量，滴加品红褪色，
故答案为：品红溶液褪色；
（5）实验探究吸收后产物中是否存在NaHSO₃和Na₂SO₃，可取少量待测液放入试管中，滴加过量lmol/L氯化钡溶液，静置一段时间后，得到滤液A和固体B，往固体B中加入蒸馏水洗涤沉淀，静置后弃去上层清液，向固体滴入2滴（或少量）品红，再滴加盐酸，若品红褪色（或有气泡），则说明含有Na₂SO₃，然后用试管取少量A，向其中加入过量的氢氧化钡溶液或加入品红再加入盐酸，如生成白色沉淀或品红褪色，则说明有NaHSO₃生成，否则不存在NaHSO₃，
故答案为：

实验操作	预期现象与结论
滴加盐酸	含有Na2SO3
用试管取少量A，向其中加入过量的氢氧化钡溶液或先加入品红再加入盐酸．	生成白色沉淀或品红褪色；说明有NaHSO3生成；不存在NaHSO3．

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点评 本题通过铜与浓硫酸的反应考查性质实验设计，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高考常见题型，注意把握物质的性质以及实验的设计方法，把握实验的严密性，难度中等．