Question

13．實驗室進行二氧化硫制備與性質實驗的組合裝置如圖所示，部分夾持裝置未畫出．
請回答下列問題：
（1）在組裝好裝置后，首先要進行的實驗操作為檢查裝置的氣密性．
（2）為檢驗SO₂與Na₂O₂的反應是否有氧氣生成，裝置B中盛放的試劑X應為濃硫酸，裝置D中堿石灰的作用是吸收未反應的SO₂，防止污染空氣，同時防止空氣中的水蒸氣進入裝置與Na₂O₂反應，干擾實驗．
（3）關閉彈簧夾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SO₂與Na₂O₂反應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，若木條復燃，則有氧氣生成，否則無氧氣生成．
（4）關閉彈簧夾1，打開彈簧夾2，殘余氣體進入裝置E、F、G中，能說明I^-的還原性弱于SO₂的現(xiàn)象為F中溶液藍色褪去．發(fā)生反應的離子方程式是SO₂+I₂+2H₂O=2I^-+SO₄^2-+4H⁺．
（5）為了驗證裝置E中SO₂與FeCl₃發(fā)生了氧化還原反應，某學生設計了如下實驗：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，產生白色沉淀，并由此判斷SO₂與FeCl₃發(fā)生了氧化還原反應．上述方案是否合理？不合理（填“合理”或“不合理”），原因是裝置E中溶液溶解的SO₂可被稀硝酸氧化成SO₄^2-，也可與BaCl₂反應，生成白色沉淀，會對SO₂與FeCl₃反應產物（SO₄^2-）的檢驗造成干擾．

Answer 1

分析 A中制備二氧化硫，Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑．二氧化硫為酸性氣體，X干燥二氧化硫，選用濃硫酸，C中檢驗SO₂與Na₂O₂反應是否有氧氣，將帶火星的木條放在D試管口處，看木條是否復燃，D中堿石灰吸收剩余的二氧化硫，防止污染空氣．E裝置驗證二氧化硫的還原性，2FeCl₃+SO₂+2H₂O═2FeCl₂+H₂SO₄+2HCl，F(xiàn)檢驗I^-還原性弱于SO₂，SO₂+I₂+2H₂O=2I^-+SO₄^2-+4H⁺，G裝置驗證二氧化硫為酸性氣體，并吸收二氧化硫，防止污染空氣，以此解答該題．

解答 解：（1）涉及氣體的制備和性質實驗，為保證實驗成功，應首先檢查裝置的氣密性，故答案為：檢查裝置的氣密性；
（2）裝置B中試劑X干燥氯氣，盛放試劑是濃硫酸，防止水與過氧化鈉反應生成氧氣而影響實驗結論，由于二氧化硫污染環(huán)境，可與堿反應，則D的作用是吸收未反應的SO₂，防止污染空氣，同時防止空氣中的水蒸氣進入裝置與Na₂O₂反應，干擾實驗，
故答案為：濃硫酸；吸收未反應的SO₂，防止污染空氣，同時防止空氣中的水蒸氣進入裝置與Na₂O₂反應，干擾實驗；
（3）檢驗SO₂與Na₂O₂反應是否有氧氣生成的方法是：將帶火星的木條放在D試管口處，看木條是否復燃，
故答案為：將帶火星的木條放在干燥管D出口處，若木條復燃，則有氧氣生成，否則無氧氣生成；
（4）F中的離子方程式為：SO₂+I₂+2H₂O=2I^-+SO₄^2-+4H⁺，該反應中二氧化硫為還原劑，碘離子為還原產物，氧化還原反應中，還原劑的還原性強于還原產物，能說明I^-還原性弱于SO₂，現(xiàn)象為：F中溶液藍色褪去，
故答案為：F中溶液藍色褪去； SO₂+I₂+2H₂O=2I^-+SO₄^2-+4H⁺；
（5）FeCl₃與SO₂作用，三價鐵具有氧化性，二氧化硫具有還原性，三價鐵能將二氧化硫氧化為硫酸，自身被還原為亞鐵離子，即2FeCl₃+SO₂+2H₂O═2FeCl₂+H₂SO₄+2HCl，可通過檢驗硫酸根離子，檢驗該反應的發(fā)生，硝酸具有強氧化性，但該實驗中硝酸的存在干擾該SO₂與FeCl₃反應的驗證，3SO2SO₂+2HNO₃+2H₂O=3H₂SO₄+2NO，所以取E中的溶液，往溶液中加入用稀硝酸酸化的BaCl₂溶液，產生白色沉淀，硫酸根離子不一定來自于SO₂與FeCl₃反應產物，故該實驗設計不合理，
故答案為：不合理；裝置E中溶液溶解的SO₂可被稀硝酸氧化成SO₄^2-，也可與BaCl₂反應，生成白色沉淀，會對SO₂與FeCl₃反應產物（SO₄^2-）的檢驗造成干擾．

點評 本題考查了二氧化硫性質及檢驗，為高頻考點和常見題型，題目難度中等，注意掌握二氧化硫的化學性質及檢驗方法，正確分析題干信息為解答本題的關鍵，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．