Question

14．某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，用濃硫酸與銅反應(yīng)制得SO₂并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究．

（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，裝置B的作用是防止C中液體倒吸入A中（或防倒吸，或安全瓶）．
（2）設(shè)計(jì)裝置D的目的是驗(yàn)證SO₂的還原性，E中NaOH全部轉(zhuǎn)化為NaHSO₃的標(biāo)志是溶液紅色褪去．
（3）裝置C的作用是貯存多余的氣體，C中應(yīng)放置的液體是飽和NaHSO₃溶液．
（4）反應(yīng)結(jié)束時(shí)燒瓶中Cu有剩余，某同學(xué)認(rèn)為H₂SO₄也有剩余，他設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)方案來測(cè)定剩余H₂SO₄的量．經(jīng)冷卻，定量稀釋后進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到目的是b c（填序號(hào)）；
a．用酸堿中和滴定法測(cè)定   b．與足量Zn反應(yīng)，測(cè)量生成H₂的體積
c．用PH計(jì)測(cè)溶液PH值     d．與足量BaCl₂溶液反應(yīng)，稱量生成沉淀的質(zhì)量
（5）向E瓶所得NaHSO₃溶液中加入漂白粉溶液，反應(yīng)有三種可能情況：
I． HSO₃^-與ClO^-剛好反應(yīng)完； II． 漂白粉不足； III． 漂白粉過量
同學(xué)們分別取上述混合溶液于試管中，通過下列實(shí)驗(yàn)確定該反應(yīng)屬于哪一種情況，請(qǐng)你完成下表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	現(xiàn)象	反應(yīng)的可能情況
①	滴加少量淀粉碘化鉀溶液，振蕩		III
②	滴加少量棕紅色的KI3溶液，振蕩		II
③	滴入加少量酸性KMnO4溶液，振蕩	溶液呈紫色
④	加入幾小塊CaCO3固體	有氣泡產(chǎn)生

（6）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明室溫下HSO₃^-的電離平衡常數(shù)K_a與水解平衡常教K_b的相對(duì)大小常溫下，用pH試紙（或pH計(jì)）測(cè)定NaHS0₃溶液的pH，若pH＜7，則Ka＞Kb，若pH＞7，則Ka＜Kb．

Answer 1

分析 由圖可知，A中發(fā)生Cu與濃硫酸的反應(yīng)生成二氧化硫，B作安全瓶，可防止倒吸，D中發(fā)生SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，E中NaOH溶液吸收尾氣，
（1）A中發(fā)生Cu與濃硫酸的反應(yīng)生成二氧化硫，B儀器可防止倒吸；
（2）利用二氧化硫與溴水溶液的反應(yīng)來分析；
（3）裝置C的作用是貯存多余的氣體，所以C中應(yīng)放置的液體不能與二氧化硫反應(yīng)，也不能溶解二氧化硫，據(jù)此分析；
（4）利用稀硫酸的性質(zhì)來分析；
（5）①次氯酸可氧化KI；
②SO₂氧化I^-使溶液褪色；
③HSO₃^-與高錳酸鉀可發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
④加入幾小塊CaCO₃固體，生成CO₂氣體，溶液顯酸性；
（6）電離顯酸性，水解顯堿性，則測(cè)定pH即可．

解答 解：（1）濃硫酸和銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；B裝置的錐形瓶是空的，可以防止倒吸；故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；防止C中液體倒吸入A中（或防倒吸，或安全瓶）；
（2）溴水具有氧化性，二氧化硫具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)；D中NaOH全部轉(zhuǎn)化為NaHSO₃，再通入SO₂，品紅會(huì)褪色；故答案為：還原；溶液紅色褪去；
（3）裝置C的作用是貯存多余的氣體，所以C中應(yīng)放置的液體不能與二氧化硫反應(yīng)，也不能溶解二氧化硫，所以應(yīng)為飽和NaHSO₃溶液，故答案為：飽和NaHSO₃溶液；
（4）某同學(xué)認(rèn)為H₂SO₄也有剩余，則可以檢驗(yàn)H⁺或測(cè)定稀硫酸的pH確定稀硫酸的存在；故答案為：b c；
（5）①如果你漂白粉過量，發(fā)生反應(yīng)NaHSO₃+Ca（ClO）₂═CaSO₄↓+NaCl+HClO，次氯酸氧化碘離子為碘單質(zhì)，碘遇淀粉變藍(lán)，溶液變?yōu)樗{(lán)色；②如果你漂白粉不足，發(fā)生反應(yīng)4NaHSO₃+Ca（ClO）₂+CaCl₂═2CaSO₄↓+4NaCl+2SO₂↑+2H₂O，SO₂氧化I^-使溶液褪色；③如果HSO₃^-與ClO^-剛好反應(yīng)完，方程式為2NaHSO₃+Ca（ClO）₂+CaCl₂═2CaSO₄↓+2NaCl+2HCl，滴入加少量酸性KMnO₄溶液，溶液顯紫色，說明沒有還原性物質(zhì)，反應(yīng)可能是Ⅰ或Ⅲ；④加入幾小塊CaCO₃固體，生成CO₂氣體，溶液顯酸性，可能是Ⅰ或Ⅱ；
故答案為：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	現(xiàn)象	反應(yīng)的可能情況
①	滴加少量淀粉碘化鉀溶液，振蕩	溶液變?yōu)樗{(lán)色	III
②	滴加少量棕紅色的KI3溶液，振蕩	溶液褪色	II
③	滴入加少量酸性KMnO4溶液，振蕩	溶液呈紫色	Ⅰ或Ⅲ
④	加入幾小塊CaCO3固體	有氣泡產(chǎn)生	Ⅰ或Ⅱ

（6）電離顯酸性，水解顯堿性，則測(cè)定pH即可，則設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為常溫下，用pH試紙（或pH計(jì)）測(cè)定NaHS0₃溶液的pH，若pH＜7，則Ka＞Kb，若pH＞7，則Ka＜Kb，
故答案為：常溫下，用pH試紙（或pH計(jì)）測(cè)定NaHS0₃溶液的pH，若pH＜7，則Ka＞Kb，若pH＞7，則Ka＜Kb．

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握制備實(shí)驗(yàn)裝置、原理、物質(zhì)的性質(zhì)及反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�題目難度不大．