题目内容

【题目】实验室常用亚硫酸钠固体和70%的浓硫酸制备SO2气体,反应方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,请设计一套实验装置,收集一试管干燥的SO2气体。

(1)在下面方框中,A表示由分液漏斗和锥形瓶组成的气体发生器,请在答题卡上的A后完成该反应的实验装置示意图(夹持装置、连接胶管不必画出,尾气处理部分必须画出,需要加热的仪器下方用△标出),按气流方向在每件仪器下方标出字母B、C…;其它可选用的仪器(数量不限)简易表示如下:___

(2)根据方框中的装置图甲,在答题卡上填写下表(可不填满)___

仪器标号

仪器中所加物质

作用

A

亚硫酸钠、浓硫酸

产生SO2

(3)某实验小组用如图乙装置测定收集到的气体中SO2的含量,反应管中装有酸性高猛酸钾溶液。

①SO2和酸性高猛酸钾溶液发生反应的离子方程式为:___。

②反应管内溶液紫红色消失后,若没有及时停止通气,则测得的SO2含量___(选填:“偏高”、“偏低”或“无影响”)

③若酸性高猛酸钾溶液体积为V1mL,浓度为cmol/L,量气管内增加的水的体积为V2mL(已折算成标准状况下的体积)。用c、V1、V2表示SO2的体积百分含量为___。

【答案】

仪器标号

仪器中所加物质

作用

A

亚硫酸钠、浓硫酸

产生SO2

B

浓硫酸

除去水蒸气

C

D

氢氧化钠溶液

吸收过量的二氧化硫,防止空气污染

5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+ 偏低 ×100%

【解析】

(1)制备气体的一般装置:发生装置、净化装置、收集装置,据此解答;
(2)依据设计步骤和试剂选择用亚硫酸钠与浓硫酸制备纯净、干燥的二氧化硫,需要在装置A中加入亚硫酸钠,分液漏斗中加入浓硫酸,二氧化硫中含有水蒸气,通过浓硫酸除去水蒸气,在集气瓶中收集纯净干燥的氯气,最后用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫防止污染空气;
(3)①高锰酸根离子在酸性环境下具有强的氧化性,能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子;
②反应管内溶液紫红色消失时,SO2与反应管内所含的高锰酸根离子恰好反应,若没及时停止通气,则未反应的SO2气体也排水到量气管;
③根据反应:5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+,n(SO2)=2.5V1c×10-3mol,依据V=Vmn计算二氧化硫的体积,然后计算二氧化硫的百分含量。

制备气体的一般装置:发生装置、净化装置、收集装置,依据反应方程式,制备干燥的二氧化硫需要在A中加入亚硫酸钠固体,分液漏斗中加入浓硫酸,加热反应生成二氧化硫,二氧化硫中含有水蒸气,需要通过浓硫酸除去水蒸气,在集气瓶中用向上排空气法收集收集纯净干燥的二氧化硫,最后用氢氧化钠溶液吸收过量的二氧化硫防止污染空,装置如图;

依据设计步骤和试剂选择用亚硫酸钠与浓硫酸制备纯净、干燥的二氧化硫,需要在装置A中加入亚硫钠,分液漏斗中加入浓硫酸,二氧化硫中含有水蒸气,通过浓硫酸除去水蒸气,在集气瓶中收集纯净干燥的氯气,最后用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫防止污染空气;填写表格为:

仪器标号

仪器中所加物质

作用

A

亚硫酸钠、浓硫酸

产生

B

浓硫酸

除去水蒸气

C

D

氢氧化钠溶液

吸收过量的二氧化硫,防止空气污染

高锰酸根离子在酸性环境下具有强的氧化性,能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子,反应的离子方程式是;

反应管内溶液紫红色消失后,若没有及时停止通气,就会使得混合气体增大,则二氧化硫的含量偏低;

根据反应:,,其标况下体积,即;所以的体积百分含量为。

练习册系列答案
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(1)废渣a、b 的成分分别是:_________、_____________。(写名称)

(2)流程图中X的化学式为:_______________。

(3)反应Ⅲ的离子方程式为:_________________________________________;从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的操作依次为(填操作名称)_________、冷却结晶、过滤洗涤。

(4)过硫酸铵[(NH4)2S2O8]在工业生产中有广泛的用途,可以作为氧化剂和漂白剂,广泛地用于蓄电池工业;还用作聚合的引发剂、纤维工业的脱浆剂。在上述的工艺流程中用惰性电极电解X与反应Ⅵ所得物质的混合溶液可以得到过硫酸铵。

写出阳极反应式:______________________________________________。

(5)反应Ⅶ的化学方程式为:________________________________________;

NH4HSO4溶液中离子浓度由大到小顺序为:_____________________________。

(6)向硫酸铝铵溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液,不可能发生的反应是______(填选项字母)

A.4NH4Al(SO4)2+3Ba(OH)2=2(NH4)2SO4+3BaSO4↓+ Al2(SO4)3+2Al(OH)3↓

B.2NH4Al(SO4)2+4Ba(OH)2=(NH4)2SO4+3BaSO4↓+Ba(AlO2)2

C.2NH4Al(SO4)2+3Ba(OH)2=(NH4)2SO4+3BaSO4↓+2Al(OH)3↓

D.NH4Al(SO4)2+2Ba(OH)2=NH3·H2O+2BaSO4↓+ Al(OH)3↓

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