Question

7．為了探究木炭與濃H₂SO₄反應(yīng)的產(chǎn)物中是否存在CO₂，某同學(xué)選用如圖所示裝置進行實驗：
（1）儀器a的名稱為：分液漏斗；在組裝好上述實驗裝置后，在裝入藥品之前必需的實驗操作是檢查裝置的氣密性．
（2）寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．該裝置還可以用于實驗室制取Cl₂，請寫出實驗室制取Cl₂的離子方程式并用單線橋標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移．
（3）裝置B的作用是除去混合氣體中二氧化硫．
（4）能說明產(chǎn)物中一定存在CO₂氣體的實驗現(xiàn)象為C中品紅不褪色，D中溶液出現(xiàn)白色沉淀（或渾濁）．
（5）質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸，其密度為1.84g/mL，該濃硫酸的物質(zhì)的量濃度為18.4mol/L，用該硫酸配制500mlL0.5mol/L的稀硫酸，主要儀器除量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要500 mL容量瓶，定容時由于俯視刻度線，則對濃度產(chǎn)生的影響為偏大 （填“偏大”“偏小”或“無影響”）．

Answer 1

分析 A裝置：碳和濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，生成SO₂和CO₂，SO₂和CO₂均能使澄清石灰水變渾濁，因此在用澄清石灰水檢驗CO₂之前必須把SO₂吸收干凈，B裝置：酸性高錳酸鉀溶液用于吸收SO₂，C裝置：品紅溶液用于檢驗SO₂是否除干凈，D裝置：澄清的石灰水檢驗二氧化碳．
（1）根據(jù)圖示儀器a的特征以及常見儀器的名稱可知，儀器a為分液漏斗，有關(guān)氣體的檢驗實驗，在組裝好上述實驗裝置后，在裝入藥品之前必須檢驗裝置的氣密性；
（2）A中木炭與濃H₂SO₄反應(yīng)生成二氧化碳和二氧化硫和水，實驗室制取Cl₂，MnO₂+4HCl_（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，反應(yīng)中Mn元素的化合價由+4價降低到+2價，Cl元素的化合價由-1價升高到0價，結(jié)合氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移知識分析；
（3）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，可以氧化二氧化硫，因此用酸性高錳酸鉀溶液吸收SO₂，二氧化碳與酸性高錳酸鉀溶液不反應(yīng)；
（4）品紅溶液不褪色，說明SO₂除干凈，澄清的石灰水變渾濁，即可說明產(chǎn)物中一定存在CO₂氣體；
（5）根據(jù)c=$\frac{1000ρω}{M}$計算濃硫酸的物質(zhì)的量濃度，根據(jù)實驗操作的步驟以及每步操作需要儀器確定反應(yīng)所需儀器來解答，定容時俯視刻度線，溶液體積V偏小，結(jié)合c=$\frac{n}{V}$分析．

解答 解：（1）圖示儀器a，具有玻璃活塞，具有球形特征的漏斗，為分液漏斗，該實驗的目的探究木炭與濃H₂SO₄反應(yīng)的產(chǎn)物中是否存在CO₂，所以在組裝好上述實驗裝置后，在裝入藥品之前必須檢驗裝置的氣密性，
故答案為：分液漏斗；檢查裝置的氣密性；
（2）裝置A中發(fā)生的反應(yīng)為C和濃硫酸共熱生SO₂、CO₂和水，化學(xué)方程式為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，實驗室制取Cl₂：MnO₂+4HCl_（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O中，Mn元素的化合價降低，氧化劑為MnO₂，MnCl₂為還原產(chǎn)物，Cl元素的化合價升高，被氧化，HCl為還原劑，Cl₂為氧化產(chǎn)物，則1mol氧化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mol2e^-，改寫成離子方程式以及用雙線橋法表示反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為，
故答案為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；；

（3）用澄清石灰水檢驗CO₂之前必須把SO₂吸收干凈，酸性高錳酸鉀具有強氧化性，可以氧化二氧化硫，因此用酸性高錳酸鉀溶液除掉SO₂，
故答案為：除去混合氣體中二氧化硫；
（4）品紅溶液不褪色，說明SO₂除干凈，澄清的石灰水變渾濁，即可說明產(chǎn)物中一定存在CO₂氣體，即C中品紅不褪色，D中溶液出現(xiàn)白色沉淀（或渾濁），
故答案為：C中品紅不褪色，D中溶液出現(xiàn)白色沉淀（或渾濁）；
（5）質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%，密度為1.84g/cm³的濃硫酸的物質(zhì)的量濃度=$\frac{1000×1.84×98%}{98}$mol/L=18.4mol/L，配制步驟有計算、稱量、溶解、冷卻、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，用該硫酸配制500mlL0.5mol/L的稀硫酸，用量筒取用藥品，在燒杯中溶解，冷卻后轉(zhuǎn)移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，當(dāng)加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加，所以需要的儀器為：托盤天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶、膠頭滴管，還需要500mL容量瓶，定容時俯視刻度線，溶液體積V偏小，c=$\frac{n}{V}$可知，n不變，V偏小，則c偏大，
故答案為：18.4mol/L； 500 mL容量瓶；偏大．

點評 本題考查了探究木炭與濃H₂SO₄反應(yīng)，為高頻考點，側(cè)重于SO₂和CO₂性質(zhì)的比較，SO₂和CO₂均能使澄清石灰水變渾濁，因此在用澄清石灰水檢驗CO₂之前必須把SO₂吸收干凈，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的良好的科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)實驗的積極性，題目難度中等．