Question

某化學實驗小組同學為了證明和比較SO₂和氯水的漂白性，設(shè)計了如圖1所示的實驗裝置．

（1）實驗室常用裝置E制備Cl₂，寫出該裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式：

 

；指出該反應(yīng)中濃鹽酸所表現(xiàn)出的性質(zhì)：

 

．
（2）反應(yīng)開始后，發(fā)現(xiàn)B、D兩個試管中的品紅溶液都褪去，停止通氣后，給兩個試管加熱，兩個試管中的現(xiàn)象分別為B：

 

，D：

 

．
（3）C裝置的作用是

 

．
（4）該實驗小組的甲、乙兩名同學利用上述兩發(fā)生裝置按圖2所示裝置繼續(xù)進行實驗．通氣一段時間后，甲同學實驗過程中品紅溶液幾乎不褪色，而乙同學的實驗現(xiàn)象是品紅隨時間推移變得越來越淺．試根據(jù)該實驗裝置和兩名同學的實驗結(jié)果回答下列問題．
①指出在氣體進入品紅溶液之前，先將SO₂和Cl₂通過濃硫酸的目的．簡答

 

．
②試分析甲同學實驗過程中，品紅不褪色的原因：

 

（結(jié)合離子方程式說明）．
③你認為乙同學是怎樣做到讓品紅溶液變得越來越淺的？簡答：

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗題

分析：（1）根據(jù)氯氣與濃鹽酸反應(yīng)的化學方程式及離子方程式的書寫原則寫出該反應(yīng)的離子方程式，注意濃鹽酸中氯化氫應(yīng)該拆開；根據(jù)化合價變化及反應(yīng)產(chǎn)物判斷濃鹽酸的性質(zhì)；
（2）根據(jù)二氧化硫的漂白性是可逆的，而氯水的漂白性是不可逆的進行解答；
（3）二氧化硫和氯氣都是有毒氣體需要進行尾氣處理，以免污染空氣；
（4）①濃硫酸和二氧化硫、氯氣不反應(yīng)，但氯氣和二氧化硫在該裝置中能充分混合，且通過觀察氣泡的速度控制氣體流量，使二者按一定比列混合；
②氯氣和二氧化硫在水溶液中恰好發(fā)生氧化還原反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成沒有漂白性的鹽酸和硫酸，所以品紅溶液幾乎不褪色；
③當通入的二氧化硫或者氯氣一方有剩余時，又會使品紅溶液褪色．

解答： 解：（1）MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，反應(yīng)氯離子被氧化成氯氣，濃鹽酸表現(xiàn)了還原性，反應(yīng)中有鹽和水生成，濃鹽酸還表現(xiàn)了酸性，
故答案為：MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；酸性、還原性；
（2）SO₂使品紅褪色，生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，可以看作是一個化合反應(yīng)．該生成的無色物質(zhì)不很穩(wěn)定，受熱又能分解放出SO₂，而恢復原來的紅色．氯氣使品紅褪色是氧化性漂白，不可還原，無法恢復，
故答案為：溶液恢復紅色；溶液不恢復紅色；
（3）氯氣和二氧化硫都有毒，不能直接排放到空氣中，所以用氫氧化鈉吸收過量的二氧化硫和氯氣，防止污染空氣，
故答案為：吸收SO₂和Cl₂，防止污染空氣；
（4）①濃硫酸和二氧化硫、氯氣不反應(yīng)，但氯氣和二氧化硫在該裝置中能充分混合，且通過觀察氣泡的速度控制氣體流量，使二者按一定比列混合；
故答案為：通過觀察氣體在濃硫酸中產(chǎn)生的氣泡調(diào)整氯氣和二氧化硫氣體的流速；
②氯氣和二氧化硫在水溶液中恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-，生成的硫酸和鹽酸不具有漂白性，所以品紅溶液不褪色，
故答案為：因為SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-，當氯氣和二氧化硫氣體流速相當，剛好反應(yīng)生成了硫酸和鹽酸失去了漂白性；
③當通入的二氧化硫或者氯氣中一種氣體過量，過量的氯氣或者二氧化硫氣體能夠使品紅褪色，
故答案為：控制兩種氣體通入的量，使其物質(zhì)的量不相等（或使其比例不等于1：1）．

點評：本題主要考查了二氧化硫的制備以及其相關(guān)性質(zhì)的綜合實驗，解題過程中，應(yīng)圍繞課本基本知識，如“二氧化硫使品紅溶液褪色”、“二氧化硫與氯氣反應(yīng)生成氯化氫和硫酸”等基礎(chǔ)知識．同時，對于實驗的設(shè)計，尤其是多因素影響的實驗，應(yīng)考慮“控制變量法”．