Question

4．某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)欲探究SO₂的性質(zhì)，并測定空氣中SO₂的含量，他們設(shè)計(jì)如圖1實(shí)驗(yàn)裝置，請你參與探究，并回答問題：

（1）裝置中的氨水可吸收多余的SO₂，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2NH₃•H₂O+SO₂=2NH₄⁺+SO₃^2-+H₂O，使用倒立的漏斗能防止倒吸的原因是倒扣的漏斗，橢圓形部分體積較大，具有緩沖作用，能防止倒吸；
（2）裝置B用于檢驗(yàn)SO₂的漂白性，其中所盛試劑為品紅溶液，裝置D用于檢驗(yàn)SO₂的氧化性性質(zhì)；
（3）裝置C中發(fā)生的現(xiàn)象是深黃色的碘水褪色；
（4）如果用鹽酸和硫酸鈉反應(yīng)制取二氧化硫，裝置如圖2所示，其中a導(dǎo)管的作用是，所用硫酸為70%的濃硫酸，不用稀硫酸的原因是二氧化硫在水中的溶解度比較大，濃硫酸具有吸水性，能促使二氧化硫的生成．
（5）他們擬用以下方法（如圖3）測定空氣中SO₂含量（假設(shè)空氣中無其他還原性氣體）．
方案Ⅰ：
①洗氣瓶C中溶液藍(lán)色消失后，若沒有及時關(guān)閉活塞A，則測得的SO₂含量偏低（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）
方案Ⅱ：

②實(shí)驗(yàn)中若通過的空氣的體積為33.6L（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），最終所得固體質(zhì)量為0.233g，試通過計(jì)算確定該空氣中二氧化碳的含量是否合格（計(jì)算過程）：不合格．（空氣中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)小于0.05%表示合格）

Answer 1

分析 探究SO₂的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)流程：在裝置A₁中Cu與濃硫酸共熱發(fā)生反應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑，生成硫酸銅、二氧化硫氣體和水，B、C、D分別檢驗(yàn)SO₂的漂白性、還原性和氧化性，裝置B用品紅溶液檢驗(yàn)漂白性，在裝置C中SO₂與碘水發(fā)生反應(yīng)：I₂+SO₂+2H2O=H₂SO₄+2HI，檢驗(yàn)二氧化硫的還原性，在裝置D中發(fā)生反應(yīng)：SO₂+2H₂S=3S↓+H₂O，檢驗(yàn)二氧化硫的氧化性，在裝置E中用堿性的氨水吸收尾氣．
（1）二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物，能和堿溶液反應(yīng)生成鹽和水，易發(fā)生倒吸，為了防止倒吸，可以在導(dǎo)管中連接體積較大的容器；
（2）二氧化硫具有漂白性，如果B中品紅溶液褪色，證明混合氣體中含有二氧化硫氣體；裝置D用于檢驗(yàn)SO₂的氧化性；
（3）裝置C中SO₂與碘水發(fā)生反應(yīng)I₂+SO₂+2H2O=H₂SO₄+2HI，碘水褪色；
（4）a導(dǎo)管的作用是平衡分液漏斗和蒸餾燒瓶間的壓強(qiáng)，使液體順利流下，二氧化硫在水中的溶解度比較大，濃硫酸具有酸性和吸水性；
（5）方案Ⅰ：①沒有及時關(guān)閉活塞A，則通過流量計(jì)的氣體中的二氧化硫不能全部被吸收；
方案Ⅱ：②生成的沉淀0.233g是硫酸鋇，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算硫酸鋇的物質(zhì)的量，根據(jù)硫元素守恒，可知n（SO₂）=n（H₂SO₄）=n（BaSO₄），根據(jù)V=nVm計(jì)算二氧化硫的體積，利用體積分?jǐn)?shù)定義計(jì)算判斷是否合格．

解答 解：（1）二氧化硫有毒不能直接排空，且二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物，能和堿溶液反應(yīng)生成無毒的鹽和水，所以用氨水吸收二氧化硫，離子方程式為：2NH₃•H₂O+SO₂=2NH₄⁺+SO₃^2-+H₂O，由于二氧化硫氣體極易溶于氨水，導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強(qiáng)急劇降低，外界大氣壓壓著液體進(jìn)入，產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象，用倒扣的漏斗，橢圓形部分體積較大，具有緩沖作用，能防止倒吸，
故答案為：2NH₃•H₂O+SO₂=2NH₄⁺+SO₃^2-+H₂O；倒扣的漏斗，橢圓形部分體積較大，具有緩沖作用，能防止倒吸；
（2）裝置B用于檢驗(yàn)SO₂的漂白性，SO₂能與某些有色物質(zhì)如品紅結(jié)合形成無色的物質(zhì)，因此SO₂有漂白性，在裝置B用品紅溶液檢驗(yàn)，在裝置D中發(fā)生反應(yīng)：SO₂+2H₂S=3S↓+H₂O，反應(yīng)中SO₂是氧化劑，表現(xiàn)氧化性，H₂S是還原劑，表現(xiàn)還原性，
故答案為：品紅溶液；氧化性；
（3）在裝置C中SO₂與碘水發(fā)生反應(yīng)：SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺，深黃色的碘水褪色，
故答案為：深黃色的碘水褪色；
（4）a導(dǎo)管連接分液漏斗和蒸餾燒瓶，其作用是平衡分液漏斗和蒸餾燒瓶間的壓強(qiáng)，使液體順利流下，常溫下，1體積水中溶解40體積的二氧化硫，不用稀硫酸制取二氧化硫的原因是二氧化硫在水中的溶解度比較大，濃硫酸具有吸水性，能促使二氧化硫的生成，
故答案為：平衡分液漏斗和蒸餾燒瓶間的壓強(qiáng)，使液體順利流下；二氧化硫在水中的溶解度比較大，濃硫酸具有吸水性，能促使二氧化硫的生成；
（5）①洗氣瓶C中溶液藍(lán)色消失后，沒有及時關(guān)閉活塞A，則通入尾氣的體積增大，因此SO₂含量偏低，
故答案為：偏低；
方案Ⅱ：②0.233g硫酸鋇的物質(zhì)的量為$\frac{0.233g}{233g/mol}$=0.001mol，根據(jù)硫元素守恒，可知n（SO₂）=n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=0.01mol，故二氧化硫的體積為0.01mol×22.4L/mol=0.0224L，二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{0.0224L}{33.6L}$×100%≈0.067%，大于0.05%不合格，
故答案為：不合格．

點(diǎn)評 本題考查二氧化硫性質(zhì)及檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)裝置評價等知識點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，二氧化硫具有漂白性、氧化性和還原性，根據(jù)試劑性質(zhì)確定檢驗(yàn)?zāi)康�，注意二氧化硫和碘發(fā)生的反應(yīng)，題目難度中等．