Question

某課外小組欲探究在適當溫度和催化劑的條件下，SO₂與O₂反應后混合氣體的成分．已知：①沸點：SO₂ -10℃，SO₃　45℃；②SO₃遇水劇烈反應，放出大量熱，產(chǎn)生酸霧．③98.3% H₂SO₄可以吸收SO₃和酸霧．
提供的藥品：Na₂SO₃固體、10mol/L H₂SO₄、催化劑（V₂O₅）、KMnO₄固體、蒸餾水、0.5mol/L BaCl₂溶液、98.3% H₂SO₄、2.0mol/L NaOH溶液、品紅溶液等．
（1）該小組同學用Na₂SO₃固體與10mol/L H₂SO₄混合制取SO₂．發(fā)生裝置應該選用下圖中______ 裝置（填字母）．

（2）若選用上圖中b裝置制O₂，反應的方程式是______．
（3）該小組同學為檢驗反應后混合氣體的成分，設計如下裝置：

①b中發(fā)生反應的化學方程式是______．
②c中盛放的試劑是______；e中盛放的試劑是______，其作用是______．
③某同學提出用飽和的NaHSO₃溶液代替98.3%的濃 H₂SO₄，請你評價該方案是否可行，若可以不必說明理由；若不可行，簡述其理由．

Answer 1

解：（1）實驗室制取二氧化硫用用Na₂SO₃固體與10mol/L H₂SO₄混合Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O制取，反應條件是常溫，分液漏斗上有活塞，能通過控制滴加硫酸的速率來控制反應的速率，所以選c，故答案為：c；
（2）B裝置應滿足的條件是反應物的狀態(tài)是固態(tài)，反應條件是加熱，提供的藥品能制取氧氣的高錳酸鉀，所以利用B裝置制取氧氣是加熱高錳酸鉀，方程式為2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，故答案為：2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）①從a裝置進入b裝置的氣體是干燥的混合均勻的二氧化硫和三氧化硫氣體，在催化劑五氧化二釩的作用下，發(fā)生反應2SO₂+O₂2SO₃，
故答案為：2SO₂+O₂2SO₃；
②該實驗的目的是檢驗反應后混合氣體的成分，因二氧化硫和氧氣反應是可逆反應，所以從b裝置導出的氣體是二氧化硫和三氧化硫和氧氣，c裝置中裝有0.5 mol/L BaCl₂溶液，三氧化硫和水反應生成硫酸，檢驗三氧化硫，二氧化硫和和氧氣均不與其反應，d裝置中裝有98.3%的濃 H₂SO₄，作用是吸收三氧化硫除去SO₃，e裝置的作用是吸收二氧化硫并檢驗二氧化硫，品紅（或KMnO₄溶液）褪色說明有二氧化硫，f收集的是氧氣，
故答案為：0.5 mol/L BaCl₂溶液；品紅溶液（或KMnO₄溶液）； 檢驗和除去SO₂氣體；
③三氧化硫和水反應生成硫酸，硫酸和亞硫酸鈉反應Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑，生成的二氧化硫干擾對原混合氣體中SO₂的檢驗，
答：雖然飽和NaHSO₃溶液可除去SO₃，但是SO₃與NaHSO₃反應生成SO₂，干擾對原混合氣體中SO₂的檢驗．
分析：（1）根據(jù)實驗室制取二氧化硫的反應原理進行裝置選擇，實驗室制取二氧化硫用固液常溫型發(fā)生裝置，分液漏斗能控制反應的速率；
（2）根據(jù)圖中b裝置的特點結合制取氧氣的原理解答；
（3）①二氧化硫和氧氣在五氧化二釩的催化作用下，生成三氧化硫；
②根據(jù)c、e中的成分結合實驗目的進行解答；
③三氧化硫和水反應生成硫酸，硫酸和亞硫酸鈉反應生成二氧化硫，生成的二氧化硫干擾對原混合氣體中SO₂的檢驗．
點評：本題考查了二氧化硫化學實驗，掌握二氧化硫及其相關化合物的性質結合反應裝置的特點分析是解答本題的關鍵，題目難度中等．