Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室常用亞硫酸鈉固體和70%的濃硫酸制備SO2氣體，反應(yīng)方程式為Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置，收集一試管干燥的SO2氣體。

（1）在下面方框中，A表示由分液漏斗和錐形瓶組成的氣體發(fā)生器，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上的A后完成該反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖(夾持裝置、連接膠管不必畫(huà)出，尾氣處理部分必須畫(huà)出，需要加熱的儀器下方用△標(biāo)出)，按氣流方向在每件儀器下方標(biāo)出字母B、C…；其它可選用的儀器(數(shù)量不限)簡(jiǎn)易表示如下：___

（2）根據(jù)方框中的裝置圖甲，在答題卡上填寫(xiě)下表(可不填滿)___

儀器標(biāo)號(hào)	儀器中所加物質(zhì)	作用
A	亞硫酸鈉、濃硫酸	產(chǎn)生SO2

（3）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖乙裝置測(cè)定收集到的氣體中SO2的含量，反應(yīng)管中裝有酸性高猛酸鉀溶液。

①SO2和酸性高猛酸鉀溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：___。

②反應(yīng)管內(nèi)溶液紫紅色消失后，若沒(méi)有及時(shí)停止通氣，則測(cè)得的SO2含量___(選填：“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)

③若酸性高猛酸鉀溶液體積為V1mL，濃度為cmol/L，量氣管內(nèi)增加的水的體積為V2mL(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。用c、V1、V2表示SO2的體積百分含量為___。

Answer 1

【答案】

儀器標(biāo)號(hào)	儀器中所加物質(zhì)	作用
A	亞硫酸鈉、濃硫酸	產(chǎn)生SO2
B	濃硫酸	除去水蒸氣
C
D	氫氧化鈉溶液	吸收過(guò)量的二氧化硫，防止空氣污染

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

【解析】

（1）制備氣體的一般裝置：發(fā)生裝置、凈化裝置、收集裝置，據(jù)此解答；
（2）依據(jù)設(shè)計(jì)步驟和試劑選擇用亞硫酸鈉與濃硫酸制備純凈、干燥的二氧化硫，需要在裝置A中加入亞硫酸鈉，分液漏斗中加入濃硫酸，二氧化硫中含有水蒸氣，通過(guò)濃硫酸除去水蒸氣，在集氣瓶中收集純凈干燥的氯氣，最后用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫防止污染空氣；
（3）①高錳酸根離子在酸性環(huán)境下具有強(qiáng)的氧化性，能夠氧化二氧化硫生成硫酸根離子；
②反應(yīng)管內(nèi)溶液紫紅色消失時(shí)，SO2與反應(yīng)管內(nèi)所含的高錳酸根離子恰好反應(yīng)，若沒(méi)及時(shí)停止通氣，則未反應(yīng)的SO2氣體也排水到量氣管；
③根據(jù)反應(yīng)：5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+，n（SO2）=2.5V1c×10-3mol，依據(jù)V=Vmn計(jì)算二氧化硫的體積，然后計(jì)算二氧化硫的百分含量。

制備氣體的一般裝置：發(fā)生裝置、凈化裝置、收集裝置，依據(jù)反應(yīng)方程式，制備干燥的二氧化硫需要在A中加入亞硫酸鈉固體，分液漏斗中加入濃硫酸，加熱反應(yīng)生成二氧化硫，二氧化硫中含有水蒸氣，需要通過(guò)濃硫酸除去水蒸氣，在集氣瓶中用向上排空氣法收集收集純凈干燥的二氧化硫，最后用氫氧化鈉溶液吸收過(guò)量的二氧化硫防止污染空，裝置如圖；

依據(jù)設(shè)計(jì)步驟和試劑選擇用亞硫酸鈉與濃硫酸制備純凈、干燥的二氧化硫，需要在裝置A中加入亞硫酸鈉，分液漏斗中加入濃硫酸，二氧化硫中含有水蒸氣，通過(guò)濃硫酸除去水蒸氣，在集氣瓶中收集純凈干燥的氯氣，最后用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫防止污染空氣；填寫(xiě)表格為：

儀器標(biāo)號(hào)	儀器中所加物質(zhì)	作用
A	亞硫酸鈉、濃硫酸	產(chǎn)生
B	濃硫酸	除去水蒸氣
C
D	氫氧化鈉溶液	吸收過(guò)量的二氧化硫，防止空氣污染

高錳酸根離子在酸性環(huán)境下具有強(qiáng)的氧化性，能夠氧化二氧化硫生成硫酸根離子，反應(yīng)的離子方程式是；

反應(yīng)管內(nèi)溶液紫紅色消失后，若沒(méi)有及時(shí)停止通氣，就會(huì)使得混合氣體增大，則二氧化硫的含量偏低；

根據(jù)反應(yīng)：，，其標(biāo)況下體積，即；所以的體積百分含量為。