Question

17．某研究小組欲探究SO₂的化學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案．

（1）指出儀器①的名稱：分液漏斗．
（2）檢查A裝置的氣密性的方法是關(guān)閉分液漏斗活塞，將導(dǎo)管末端插入B試管水中，用手捂住錐形瓶，若在導(dǎo)管口有氣泡冒出，松開(kāi)手后導(dǎo)管中上升一段水柱，則表明裝置A氣密性良好．
（3）裝置B檢驗(yàn)SO₂的氧化性，則B中所盛試劑可以為硫化氫水溶液（或硫化鈉、硫氫化鈉溶液）．
（4）裝置C中盛裝溴水用以檢驗(yàn)SO₂的還原性，則C中反應(yīng)的離子方程式為SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Br^-．
（5）裝置D中盛裝新制漂白粉濃溶液通入SO₂一段時(shí)間后，D中出現(xiàn)了大量白色沉淀．同學(xué)們對(duì)白色沉淀成分提出三種假設(shè)：
①假設(shè)一：該白色沉淀為CaSO₃；
假設(shè)二：該白色沉淀為CaSO₄；
假設(shè)三：該白色沉淀為上述兩種物質(zhì)的混合物．
②基于假設(shè)一，同學(xué)們對(duì)白色沉淀成分進(jìn)行了探究．設(shè)計(jì)如下方案：
限選的儀器和試劑：過(guò)濾裝置、試管、滴管、帶導(dǎo)管的單孔塞、蒸餾水、0.5mol•L^-1 HCl，0.5mol•L^-1 H₂SO₄，0.5mol•L^-1 BaCl₂，1 mol•L^-1 NaOH，品紅溶液．
第1步，將D中沉淀過(guò)濾、洗滌干凈，備用．
請(qǐng)回答洗滌沉淀的方法：沿玻璃棒向漏斗中加蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水流盡后重復(fù)2到3次以上操作
第2步，用另一只干凈試管取少量沉淀樣品，加入過(guò)量（或適量）0.5 mol•L^-1HCl（試劑），塞上帶導(dǎo)管的單孔塞，將導(dǎo)管的另一端插入盛有品紅溶液（試劑）的試管中．若出現(xiàn)若固體完全溶解，有氣泡產(chǎn)生，且能使品紅溶液褪色現(xiàn)象，則假設(shè)一成立．
③若假設(shè)二成立，試寫(xiě)出生成該白色沉淀的化學(xué)方程式：Ca（ClO）₂+H₂O+SO₂=CaSO₄+2HCl．
（6）裝置E中盛放的試劑是NaOH溶液，作用是吸收SO₂，防止造成空氣污染．

Answer 1

分析 探究SO₂的化學(xué)性質(zhì)：A裝置制取二氧化硫，裝置B檢驗(yàn)SO₂的氧化性，裝置C檢驗(yàn)SO₂的還原性，裝置D探究二氧化硫和氫氧化鈣反應(yīng)生成白色沉淀成分．
（1）依據(jù)實(shí)驗(yàn)室常用儀器的名稱結(jié)合在實(shí)驗(yàn)中的作用進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)裝置氣密性檢驗(yàn)的原理解答；
（3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，元素化合價(jià)降低發(fā)生還原反應(yīng)，具有氧化性，據(jù)此解答；
（4）氧化還原反應(yīng)Br₂+SO₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄中，Br₂在反應(yīng)中做氧化劑，具有氧化性，被還原，根據(jù)離子方程式的書(shū)寫(xiě)方法書(shū)寫(xiě)離子反應(yīng)方程式，據(jù)此解答；
（5）①新制漂白粉濃溶液中含有的次氯酸根離子具有氧化性，能氧化亞硫酸根離子；
②因沉淀的表面有可溶性的雜質(zhì)，需用蒸餾水重復(fù)洗滌；亞硫酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成二氧化硫，二氧化硫具有漂白性，可使品紅褪色；
③漂白粉濃溶液中含有的次氯酸根離子具有氧化性，能氧化+4價(jià)的硫，據(jù)此書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；
（6）根據(jù)NaOH溶液吸收SO₂和防倒吸的原理進(jìn)行解答．

解答 解：（1）儀器①是常用的儀器分液漏斗，能在裝置中起到加入液體藥品的作用，并能控制液體流量，從而控制反應(yīng)的速率，
故答案為：分液漏斗；
（2）裝置氣密性檢驗(yàn)的原理是：通過(guò)氣體發(fā)生器與附設(shè)的液體構(gòu)成封閉體系，依據(jù)改變體系內(nèi)壓強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象（如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）來(lái)判斷裝置氣密性的好壞，所以檢查裝置A的氣密性的操作為關(guān)閉分液漏斗活塞，將導(dǎo)管末端插入B試管水中，用手捂住錐形瓶，若在導(dǎo)管口有氣泡冒出，松開(kāi)手后導(dǎo)管中上升一段水柱，則表明裝置A氣密性良好，
故答案為：關(guān)閉分液漏斗活塞，將導(dǎo)管末端插入B試管水中，用手捂住錐形瓶，若在導(dǎo)管口有氣泡冒出，松開(kāi)手后導(dǎo)管中上升一段水柱，則表明裝置A氣密性良好；
（3）硫化氫水溶液或硫化鈉、硫氫化鈉溶液中的硫元素都為-2價(jià)，與二氧化硫反應(yīng)，化合價(jià)會(huì)升高，被氧化二氧化硫表現(xiàn)氧化性，如：2H₂S+SO₂=3S+2H₂O中，H₂S中S元素的化合價(jià)升高，被氧化，SO₂中S元素的化合價(jià)降低，被還原，SO₂為氧化劑，
故答案為：硫化氫水溶液（或硫化鈉、硫氫化鈉溶液）；
（4）在反應(yīng)Br₂+SO₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄中，Br元素的化合價(jià)由0降低為-1價(jià)，則Br₂為氧化劑，在反應(yīng)中表現(xiàn)氧化性，S元素的化合價(jià)+4價(jià)升高+6價(jià)，則SO₂為還原劑，在反應(yīng)中被氧化，在離子反應(yīng)方程式中，單質(zhì)和氧化物寫(xiě)化學(xué)式，所以離子方程式為：SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Br^-；
故答案為：還原；SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2Br^-；
（5）①新制漂白粉濃溶液中含有的次氯酸根離子具有強(qiáng)氧化性，二氧化硫具有還原性，會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成產(chǎn)物為硫酸鈣，
故答案為：CaSO₄；
②白色沉淀表面有鈣離子和氯離子、硫酸根離子等可溶性的離子，需除去這些離子，方法是沿玻璃棒向漏斗中加蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水流盡后重復(fù)2～3次以上操作；亞硫酸鈣和鹽酸反應(yīng)CaSO₃+2HCl═CaCl₂+SO₂↑+H₂O，二氧化硫與品紅化合生成無(wú)色物質(zhì)，能使品紅溶液褪色；
故答案為：沿玻璃棒向漏斗中加蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水流盡后重復(fù)2到3次以上操作；過(guò)量（或適量）0.5 mol•L^-1HCl； 品紅溶液； 若固體完全溶解，有氣泡產(chǎn)生，且能使品紅溶液褪色；
③漂白粉濃溶液中含有的次氯酸根離子具有氧化性，能氧化+4價(jià)的硫，所以生成該白色沉淀的化學(xué)方程式：Ca（ClO）₂+H₂O+SO₂=CaSO₄+2HCl，
故答案為：Ca（ClO）₂+H₂O+SO₂=CaSO₄+2HCl；
（6）二氧化硫是有毒的氣體，是大氣污染物，所以裝置E的作用是吸收二氧化硫防止造成空氣污染，可用氫氧化鈉，氫氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)2NaOH+SO₂═Na₂SO₃+H₂O，為防止倒吸用倒扣的漏斗，
故答案為：NaOH溶液；吸收SO₂，防止造成空氣污染．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了探究SO₂的化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)操作，掌握實(shí)驗(yàn)的原理及二氧化硫的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．