Question

某校学生课外活动小组为了探究SO₂的性质及碳、硅的非金属性强弱，设计下列实验装置进行实验，请回答下列问题．（a、b为弹簧夹，夹持、加热及固定装置已省略）               
 1．探究碳、硅非金属性的相对强弱．（已知酸性：亚硫酸＞碳酸）

（1）实验主要操作步骤：①连接仪器、②

 

、③加药品后，关闭a 打开b，④

 

、⑤然后滴入较浓硫酸，⑥加热．
（2）设置步骤④的目的是

 

．
（3）园底烧瓶中反应的化学方程式是

 

．
（4）装置A、B、C中试剂分别是

 

．
（5）能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是

 

．
2．验证SO₂的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性．
（1）在1小题（1）的第③步操作是

 

．
（2）滴有酚酞的氢氧化钠溶液的作用是

 

滴有酚酞的氢氧化钠溶液的作用是

 

．
（3）验证SO₂具有氧化性的实验现象是

 

，化学方程式是

 

．
（4）BaCl₂溶液中无明显现象，将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置．

滴加的溶液	溴水	氨水
沉淀的化学式

写出其中SO₂显示还原性生成沉淀的离子方程式

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验题

分析：1．（1）连接好装置后，必须进行检查装置气密性是否良好，否则影响实验测定且污染环境；产生二氧化硫的反应开始前应该排尽装置中的空气，防止空气中的CO₂对实验产生影响；
（2）装置内的空气中含有的二氧化碳影响测定结果，需要排除装置中二氧化碳；
（3）硫酸的酸性大于亚硫酸，实验圆底烧瓶中亚硫酸钠与硫酸反应生成二氧化硫气体；
（4）根据实验目的“探究碳、硅非金属性的相对强弱”及常见物质的性质选择试剂，注意试管B用于除去二氧化硫，应该选用酸性高锰酸钾溶液；
（5）二氧化碳与Na₂SiO₃溶液反应生成硅酸，证明了碳酸酸性比硅酸强，说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强；
2．（1）验证SO₂的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性，需要用到硫化氢溶液、滴有酚酞的氢氧化钠溶液的试管，据此判断操作方法；
（2）根据二氧化硫与氢氧化钠溶液发生中和反应分析；二氧化硫有毒，多余的气体应该用氢氧化钠溶液吸收，避免污染大气；
（3）硫化氢溶液中出现浅黄色浑浊现象，证明生成硫单质，从而说明二氧化硫具有氧化性，二氧化硫与硫化氢反应生成硫单质；
（4）溴水具有氧化性，能将二氧化硫氧化成+6价的硫酸根离子，硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀；另一份中滴加氨水，二氧化硫和水生成亚硫酸，亚硫酸和氨水反应生成亚硫酸铵，亚硫酸根离子和钡离子反应生成亚硫酸钡沉淀．

解答： 解：1．（1）装置气密性是否良好将严重影响实验测定，且二氧化硫有毒，因此连接完装置后应该先检查装置气密性，然后再装入药品；由于空气中二氧化碳影响实验效果，所以反应开始前应该先通入一段时间的氮气，
故答案为：检查装置气密性；通入N₂气一段时间然后关闭；
（2）由于空气中的二氧化碳对实验会产生影响，则实验前应该通入N₂气一段时间，以便排尽装置中的空气，
故答案为：排尽装置中的空气，防止空气中的CO₂对实验产生影响；
（3）圆底烧瓶中亚硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫气体和水，反应的化学方程式为：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑，
故答案为：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；
（4）实验的目的是检验碳、硅非金属性的相对强弱，所以试管A应该为产生二氧化碳装置，盛放的试剂为饱和碳酸钠溶液；试管B是除去二氧化硫的装置，避免二氧化硫影响性质检验，可以用酸性高锰酸钾溶液；试管C证明碳酸酸性大于硅酸，应该盛放硅酸钠溶液，
故答案为：饱和NaHCO₃溶液、酸性KMnO₄溶液、Na₂SiO₃溶液；
（5）二氧化碳与Na₂SiO₃溶液反应生成硅酸，证明了碳酸酸性比硅酸强，说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强，所以盛有Na₂SiO₃溶液的试管C中出现白色沉淀即说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强，
故答案为：试管C中出现白色胶状沉淀；
2．（1）验证SO₂的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性，需要选用第一排试管中试剂，所以操作方法为：打开a，关闭b，
故答案为：打开a，关闭b；
（2）二氧化硫能够与氢氧化钠溶液发生中和反应，滴有酚酞的氢氧化钠溶液与二氧化硫反应后溶液变成无色，从而证明二氧化硫具有酸性氧化物的通性；
最后的试管中盛放的氢氧化钠溶液是用于吸收多余的二氧化硫，否则污染空气，
故答案为：验证SO₂具有酸性氧化物的通性；除去剩余SO₂气体，防止污染空气；
（3）硫化氢与二氧化硫能够发生氧化还原反应生成S单质，盛有H₂S溶液的试管中出现浅黄色浑浊现象，说明生成了S单质，二氧化硫中硫元素的化合价从+4价变为0价，表现了氧化性，反应的化学方程式为：SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O，
故答案为：H₂S溶液中有浅黄色浑浊出现；SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O；
（4）BaCl₂溶液中无明显现象，将其分成两份，一份滴加氯水溶液，溴水中有氯气分子，溴水具有氧化性，能把二氧化硫氧化成+6价的硫酸根离子，硫酸根离子和钡离子反应生成BaSO₄白色沉淀，反应的方程式为：SO₂+Br₂+Ba²⁺+2H₂O=BaSO₄↓+2Br^-+4H⁺；另一份中滴加氨水，二氧化硫和水生成亚硫酸，亚硫酸和氨水反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵电离出氨根离子和亚硫酸根离子，亚硫酸根离子和钡离子反应生成BaSO₃，
故答案为：

滴加的溶液	溴水	氨水
沉淀的化学式	BaSO4	BaSO3

；SO₂+Br₂+Ba²⁺+2H₂O=BaSO₄↓+2Br^-+4H⁺．

点评：本题探究了碳、硅非金属性的相对强弱及二氧化硫的化学性质，题目难度中等，试题题量较大、综合性较强，覆盖的知识点较前面，明确反应原理是解答的关键，注意基础知识的掌握．