Question

12．研究性學習小組利用下列有關裝置進行探究實驗，回答相關問題．

（1）寫出A中的反應化學方程式Na₂SO_3（固）+H₂SO_4（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O
（2）實驗時，旋開裝置A中分液漏斗的旋塞，發(fā)現(xiàn)液體流出緩慢，最終停止，其可能的原因是沒有打開分液漏斗的上口活塞或分液漏斗上口活塞上的凹槽沒有與分液漏斗上的小孔連通，導致無法與外界大氣連通．
（3）裝置B中的溶液出現(xiàn)渾濁，該實驗證明SO₂具有氧化性性．
（4）實驗后，測定裝置C中溶液呈堿性．溶液為什么呈堿性呢？大家有不同意見：①是生成的Na₂SO₃水解；②是氫氧化鈉剩余．請設計實驗方案證明哪種意見成立．選用下列試劑進行實驗：Na₂SO₃溶液、酚酞溶液、氯水、BaCl₂溶液、稀硫酸

實驗步驟	實驗操作	預期現(xiàn)象與結論

（5）另一小組利用裝置D進行實驗：用注射器向裝置D共注入v mL實驗室制備SO₂的空氣，當溶液剛好褪色，停止實驗．該小組的實驗目的是測定實驗室空氣中SO₂含量．

Answer 1

分析 裝置圖分析可知，A中是二氧化硫氣體的發(fā)生裝置，生成的二氧化硫具有還原性和氧化性，通過硫化氫溶液被硫化氫還原生成單質(zhì)硫，通過氫氧化鈉溶液被吸收生成硫化鈉、亞硫酸鈉，裝置D用注射器向裝置D共注入v mL實驗室制備SO₂的空氣，當溶液剛好褪色是空氣中二氧化硫和高錳酸鉀溶液反應，測定空氣中二氧化硫的含量，
（1）裝置A中是二氧化硫氣體的發(fā)生裝置，亞硫酸鈉和硫酸反應生成二氧化硫氣體；
（2）分液漏斗中液體不能繼續(xù)流下是壓強的影響，可能是分液漏斗上口活塞上的凹槽沒有與分液漏斗上的小孔連通或沒有打開分液漏斗的上口活塞；
（3）裝置B中的溶液出現(xiàn)渾濁是硫化氫和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應生成單質(zhì)硫，依據(jù)元素化合價變化分析判斷二氧化硫的性質(zhì)；
（4）實驗后，測定裝置C中溶液呈堿性，可能的原因是二氧化硫和氫氧化鈉溶液反應，氫氧化鈉剩余使溶液顯堿性或恰好反應生成亞硫酸鈉，溶液中亞硫酸根離子水解顯堿性，設計實驗驗證溶液中成分是氫氧化鈉和亞硫酸鈉還是亞硫酸鈉；

解答 解：（1）裝置A中是二氧化硫氣體的發(fā)生裝置，亞硫酸鈉和硫酸反應生成二氧化硫氣體，反應的化學方程式為：Na₂SO_3（固）+H₂SO_4（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
故答案為：Na₂SO_3（固）+H₂SO_4（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）實驗時，旋開裝置A中分液漏斗的旋塞，發(fā)現(xiàn)液體流出緩慢，最終停止，其可能的原因是沒有打開分液漏斗的上口活塞或分液漏斗上口活塞上的凹槽沒有與分液漏斗上的小孔連通，導致無法與外界大氣連通；
故答案為：沒有打開分液漏斗的上口活塞或分液漏斗上口活塞上的凹槽沒有與分液漏斗上的小孔連通，導致無法與外界大氣連通；
（3）裝置B中的溶液出現(xiàn)渾濁是硫化氫和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應生成單質(zhì)硫，反應的化學方程式為：
2H₂S+SO₂=3S+2H₂O，二氧化硫中硫元素化合價+4價變化為0價，化合價降低得到電子做氧化劑，所以二氧化硫在此反應中表現(xiàn)了氧化性；
故答案為：氧化性；
（4）分析流程可知，生成的二氧化硫氣體最后通入氫氧化鈉溶液，測定裝置C中溶液呈堿性，可能的原因是二氧化硫和氫氧化鈉溶液反應，氫氧化鈉剩余使溶液顯堿性或恰好反應生成亞硫酸鈉，溶液中亞硫酸根離子水解顯堿性，設計實驗驗證溶液中成分是氫氧化鈉和亞硫酸鈉還是亞硫酸鈉，具體步驟和現(xiàn)象為：取少量裝置C中的溶液于試管中滴入幾滴酚酞，溶液顯紅色，然后滴入足量氯化鋇溶液，若為氫氧化鈉溶液和亞硫酸鋇的混合溶液，出現(xiàn)的現(xiàn)象是溶液紅色不變化，若為亞硫酸鈉溶液，加入足量氯化鋇溶液后，亞硫酸根離子全部和鋇離子結合生成沉淀，溶液紅色消失，具體實驗操作和反應現(xiàn)象與結論為：取少量溶液于試管，滴入幾滴酚酞，然后加入足量的BaCl₂溶液，溶液先變紅，然后產(chǎn)生沉淀，最后若紅色褪去，則說明①正確；若紅色不能褪去，則說明②正確；
故答案為：

實驗步驟	實驗操作	預期現(xiàn)象與結論
I	取少量溶液于試管，滴入幾滴酚酞，然后加入足量的BaCl2溶液	溶液先變紅，然后產(chǎn)生沉淀，最后若紅色褪去，則說明①正確；若紅色不能褪去，則說明②正確．

（5）用注射器向裝置D共注入v mL實驗室制備SO₂的空氣，當溶液剛好褪色是空氣中二氧化硫和高錳酸鉀溶液恰好反應，依據(jù)反應的高錳酸鉀濃度和體積計算物質(zhì)的量，結合化學反應定量關系計算費用的二氧化硫物質(zhì)的量，計算得到二氧化硫的體積分數(shù)，所以實驗目的是測定空氣中二氧化硫的含量；
故答案為：測定實驗室空氣中SO₂含量．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗制備方法，物質(zhì)性質(zhì)和現(xiàn)象的分析判斷，主要是物質(zhì)組成的實驗設計方法和步驟設計，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．