Question

【題目】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）檢驗裝置A氣密性的方法是關閉彈簧夾1、2，向分液漏斗中加入水，然后打開活塞，____________________ ，則氣密性良好。

（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________，裝置D中堿石灰的作用是______________________________________。

（3）制取SO2時不用98%濃硫酸的原因是___________________。

（4）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象是___________________________。

（5）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的現象為_____________，發生反應的離子方程式是__________________。

（6）為了驗證裝置E中SO2與FeCl3發生了氧化還原反應，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發生了氧化還原反應。上述方案是否合理？________(填“合理”或“不合理”)，原因是_____________。

Answer 1

【答案】 水面下降到一定程度后保持水面不再下降 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 濃硫酸電離出的H+少，較難反應 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 裝置F中溶液藍色褪去 SO2＋I2＋2H2O===2I－＋SO＋4H＋ 不合理 裝置E中溶液溶解的SO2可被稀硝酸氧化成SO，也可與BaCl2反應，生成白色沉淀，會對SO2與FeCl3反應產物(SO)的檢驗造成干擾

【解析】試題分析：本題考查SO2的實驗室制備，SO2的性質，O2、SO42-的檢驗。裝置A中Na2SO3和70%H2SO4反應制備SO2，反應的方程式為Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑。

（1）檢查裝置A的氣密性的方法是關閉彈簧夾1、2，向分液漏斗中加入水，然后打開分液漏斗的活塞，水面下降到一定程度后保持水面不再下降，則裝置氣密性良好。

（2）制得的SO2中混有H2O（g），Na2O2與H2O反應也會生成O2干擾實驗，為了檢驗SO2與Na2O2的反應是否有氧氣生成應除去SO2中混有的H2O（g），則裝置B中盛放的試劑X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和CO2進入裝置與Na2O2反應，干擾實驗。

（3）制取SO2時不用98%濃硫酸的原因是濃硫酸電離出的H+少，反應較難發生。

（4）O2的檢驗：用帶火星的木條，若帶火星的木條復燃則有O2。檢驗SO2與Na2O2反應是否有氧氣生成的操作及現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。

（5）關閉彈簧夾1，打開彈簧夾2，殘余氣體進入裝置E、F、G中，E中發生反應：SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+，說明SO2的還原性強于Fe2+；F中發生反應：SO2+I2+2H2O=4H++SO42-+2I-，說明SO2的還原性強于I-；G中發生反應SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O，為非氧化還原反應。能說明I－的還原性弱于SO2的現象是裝置F中溶液由藍色褪為無色，反應的離子方程式為SO2+I2+2H2O=4H++SO42-+2I-。

（6）根據該學生的實驗操作知，該學生實驗方案的原理是：檢驗反應后的溶液中含SO42-確定SO2與FeCl3發生了氧化還原反應。但由于HNO3具有強氧化性，會將裝置E中溶液溶解的SO2氧化成SO42-（反應為3SO2+2HNO3+2H2O=3H2SO4+2NO↑），生成的SO42-與BaCl2反應也生成白色沉淀，對SO2與FeCl3反應產物(SO42-)的檢驗造成干擾，所以該學生的方案不合理。合理的實驗方案是：用KSCN溶液檢驗裝置E的溶液中不含Fe3+說明SO2與FeCl3發生了氧化還原反應。