Question

18．直接排放含SO₂的煙氣會(huì)形成酸雨，危害環(huán)境．某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行如下有關(guān)SO₂性質(zhì)的探究活動(dòng)．

（1）裝置A中反應(yīng)的離子方程式為2H⁺+CaSO₃=Ca²⁺+H₂O+SO₂↑．
（2）選用圖1以上裝置和藥品探究亞硫酸與次氯酸的酸性強(qiáng)弱；
①甲同學(xué)認(rèn)為按照A→C→F→尾氣處理順序連接裝置可以證明亞硫酸和次氛酸的酸性強(qiáng)弱，乙同學(xué)認(rèn)為該方案不合理，其理由是二氧化硫通入次氯酸鈣溶液發(fā)生了氧化還原反應(yīng)不能證明強(qiáng)酸制備弱酸的原理．
②丙同學(xué)設(shè)計(jì)的合理實(shí)臉?lè)桨笧椋喊凑誂→CB、E、D、F→尾氣處理（填字母）順序連接裝置．其中裝置C的作用是除去HCl氣體以免影響后面的實(shí)驗(yàn)測(cè)得．證明亞硫酸的酸性強(qiáng)于次氯酸的酸性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是裝置D中品紅不褪色，F(xiàn)中出現(xiàn)白色沉淀．
（3）利用如圖2 的裝置A測(cè)殘液中SO₂的含量．量取10.00mL殘液于圓底燒瓶中，加熱使SO₂全部蒸出，用20.00mL 0.1000mol/L的KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收．充分反應(yīng)后，再用0.200Omol/L的KI溶液滴定過(guò)量的KMnO₄，消耗KI溶液25.00mL．
（己知：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，10I^-+2MnO₄^-+16H⁺=2Mn²⁺+5I₂+8H₂O）
①該裝置中儀器C的名稱(chēng)為球形冷凝管，水通入C的進(jìn)口為b．
②殘液中SO₂的含量為0.25mol/L．

Answer 1

分析 （1）裝置A中鹽酸與亞硫酸鈣反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化硫；
（2）①按照A→C→F順序連接裝置，其中飽和的亞硫酸氫鈉除去HCl，二氧化硫通入次氯酸鈣溶液發(fā)生了氧化還原反應(yīng)；
②次氯酸具有強(qiáng)氧化性、二氧化硫具有還原性，不能利用二氧化硫與次氯酸鈣直接反應(yīng)判斷亞硫酸與次氯酸的酸性強(qiáng)弱，先驗(yàn)證亞硫酸酸性比碳酸強(qiáng)，再結(jié)合碳酸酸性比HClO強(qiáng)堿性判斷．A裝置制備二氧化硫，由于鹽酸易揮發(fā)，制備的二氧化硫中混有HCl，用飽和的亞硫酸氫鈉除去HCl，再通過(guò)碳酸氫鈉溶液，可以驗(yàn)證亞硫酸酸性比碳酸強(qiáng)，用酸性高錳酸鉀溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫，用品紅溶液檢驗(yàn)二氧化碳中二氧化硫是否除盡，再通入F中；
（3）①該裝置中儀器C的名稱(chēng)為球形冷凝管，采取逆流原理通入冷凝水；
②根據(jù)關(guān)系式：10I^-+2MnO₄^-+16H⁺=2Mn²⁺+5I₂+8H₂O計(jì)算過(guò)量的KMnO₄，再根據(jù)5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺計(jì)算殘液中SO₂的含量．

解答 解：（1）裝置A中鹽酸與亞硫酸鈣反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化硫，離子方程式為：2H⁺+CaSO₃=Ca²⁺+H₂O+SO₂↑，
故答案為：2H⁺+CaSO₃=Ca²⁺+H₂O+SO₂↑；
（2）①按照A→C→F順序連接裝置，其中飽和的亞硫酸氫鈉除去HCl，二氧化硫通入次氯酸鈣溶液發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，不能證明強(qiáng)酸制備弱酸的原理，不能證明亞硫酸和次氯酸的酸性強(qiáng)弱，
故答案為：二氧化硫通入次氯酸鈣溶液發(fā)生了氧化還原反應(yīng)不能證明強(qiáng)酸制備弱酸的原理；
②次氯酸具有強(qiáng)氧化性、二氧化硫具有還原性，不能利用二氧化硫與次氯酸鈣直接反應(yīng)判斷亞硫酸與次氯酸的酸性強(qiáng)弱，先驗(yàn)證亞硫酸酸性比碳酸強(qiáng)，再結(jié)合碳酸酸性比HClO強(qiáng)堿性判斷．A裝置制備二氧化硫，由于鹽酸易揮發(fā)，制備的二氧化硫中混有HCl，用飽和的亞硫酸氫鈉除去HCl，再通過(guò)碳酸氫鈉溶液，可以驗(yàn)證亞硫酸酸性比碳酸強(qiáng)，用酸性高錳酸鉀溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫，用品紅溶液檢驗(yàn)二氧化碳中二氧化硫是否除盡，再通入F中，則裝置連接順序?yàn)锳、C、B、E、D、F，其中裝置C的作用是除去HCl氣體，D中品紅不褪色，F(xiàn)中出現(xiàn)白色沉淀，可證明亞硫酸的酸性強(qiáng)于次氯酸，
故答案為：B、E、D、F；除去HCl氣體以免影響后面的實(shí)驗(yàn)測(cè)得；裝置D中品紅不褪色，F(xiàn)中出現(xiàn)白色沉淀；
（3）①該裝置中儀器C的名稱(chēng)為球形冷凝管，采取逆流原理通入冷凝水，即球形冷凝管進(jìn)水口為b，
故答案為：球形冷凝管；b；
②由10I^-+2MnO₄^-+16H⁺=2Mn²⁺+5I₂+8H₂O，則過(guò)量的KMnO₄物質(zhì)的量為$\frac{1}{5}$×0.200Omol/L×0.025L=0.001mol，
所以與殘液中SO₂反應(yīng)的KMnO₄物質(zhì)的量為0.02L×0.1000mol/L-0.001mol=0.001mol，
又5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，則殘液中SO₂含量為0.001mol×$\frac{5}{2}$=0.0025mol，所以殘液中SO₂的含量為=$\frac{0.0025mol}{0.01L}$=0.25mol/L，
故答案為：0.25．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氣體制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)，涉及裝置分析與評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、儀器使用、化學(xué)計(jì)算等，關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，較好的考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)綜合能力與知識(shí)遷移應(yīng)用，難度中等．