Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行二氧化硫制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的組合裝置如圖所示，部分夾持裝置未畫出。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）檢驗(yàn)裝置A氣密性的方法是關(guān)閉彈簧夾1、2，向分液漏斗中加入水，然后打開活塞，____________________ ，則氣密性良好。

（2）為檢驗(yàn)SO2與Na2O2的反應(yīng)是否有氧氣生成，裝置B中盛放的試劑X應(yīng)為________，裝置D中堿石灰的作用是______________________________________。

（3）制取SO2時(shí)不用98%濃硫酸的原因是___________________。

（4）關(guān)閉彈簧夾2，打開彈簧夾1，注入70%的硫酸至浸沒三頸燒瓶中的固體，檢驗(yàn)SO2與Na2O2反應(yīng)是否有氧氣生成的操作及現(xiàn)象是___________________________。

（5）關(guān)閉彈簧夾1，打開彈簧夾2，殘余氣體進(jìn)入裝置E、F、G中，能說明I－的還原性弱于SO2的現(xiàn)象為_____________，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是__________________。

（6）為了驗(yàn)證裝置E中SO2與FeCl3發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：取少量裝置E中的溶液于試管中，向其中加入稀硝酸酸化的BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，并由此判斷SO2與FeCl3發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。上述方案是否合理？________(填“合理”或“不合理”)，原因是_____________。

Answer 1

【答案】 水面下降到一定程度后保持水面不再下降 濃硫酸 吸收未反應(yīng)的SO2，防止污染空氣，同時(shí)防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置與Na2O2反應(yīng)，干擾實(shí)驗(yàn) 濃硫酸電離出的H+少，較難反應(yīng) 將帶火星的木條放在干燥管D出口處，若木條復(fù)燃，則有氧氣生成，否則無氧氣生成 裝置F中溶液藍(lán)色褪去 SO2＋I(xiàn)2＋2H2O===2I－＋SO＋4H＋ 不合理 裝置E中溶液溶解的SO2可被稀硝酸氧化成SO，也可與BaCl2反應(yīng)，生成白色沉淀，會(huì)對(duì)SO2與FeCl3反應(yīng)產(chǎn)物(SO)的檢驗(yàn)造成干擾

【解析】試題分析：本題考查SO2的實(shí)驗(yàn)室制備，SO2的性質(zhì)，O2、SO42-的檢驗(yàn)。裝置A中Na2SO3和70%H2SO4反應(yīng)制備SO2，反應(yīng)的方程式為Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑。

（1）檢查裝置A的氣密性的方法是關(guān)閉彈簧夾1、2，向分液漏斗中加入水，然后打開分液漏斗的活塞，水面下降到一定程度后保持水面不再下降，則裝置氣密性良好。

（2）制得的SO2中混有H2O（g），Na2O2與H2O反應(yīng)也會(huì)生成O2干擾實(shí)驗(yàn)，為了檢驗(yàn)SO2與Na2O2的反應(yīng)是否有氧氣生成應(yīng)除去SO2中混有的H2O（g），則裝置B中盛放的試劑X為濃硫酸。裝置D中堿石灰的作用是吸收未反應(yīng)的SO2，防止污染空氣，同時(shí)防止空氣中的水蒸氣和CO2進(jìn)入裝置與Na2O2反應(yīng)，干擾實(shí)驗(yàn)。

（3）制取SO2時(shí)不用98%濃硫酸的原因是濃硫酸電離出的H+少，反應(yīng)較難發(fā)生。

（4）O2的檢驗(yàn)：用帶火星的木條，若帶火星的木條復(fù)燃則有O2。檢驗(yàn)SO2與Na2O2反應(yīng)是否有氧氣生成的操作及現(xiàn)象是將帶火星的木條放在干燥管D出口處，若木條復(fù)燃，則有氧氣生成，否則無氧氣生成。

（5）關(guān)閉彈簧夾1，打開彈簧夾2，殘余氣體進(jìn)入裝置E、F、G中，E中發(fā)生反應(yīng)：SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+，說明SO2的還原性強(qiáng)于Fe2+；F中發(fā)生反應(yīng)：SO2+I2+2H2O=4H++SO42-+2I-，說明SO2的還原性強(qiáng)于I-；G中發(fā)生反應(yīng)SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O，為非氧化還原反應(yīng)。能說明I－的還原性弱于SO2的現(xiàn)象是裝置F中溶液由藍(lán)色褪為無色，反應(yīng)的離子方程式為SO2+I2+2H2O=4H++SO42-+2I-。

（6）根據(jù)該學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作知，該學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的原理是：檢驗(yàn)反應(yīng)后的溶液中含SO42-確定SO2與FeCl3發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。但由于HNO3具有強(qiáng)氧化性，會(huì)將裝置E中溶液溶解的SO2氧化成SO42-（反應(yīng)為3SO2+2HNO3+2H2O=3H2SO4+2NO↑），生成的SO42-與BaCl2反應(yīng)也生成白色沉淀，對(duì)SO2與FeCl3反應(yīng)產(chǎn)物(SO42-)的檢驗(yàn)造成干擾，所以該學(xué)生的方案不合理。合理的實(shí)驗(yàn)方案是：用KSCN溶液檢驗(yàn)裝置E的溶液中不含Fe3+說明SO2與FeCl3發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。