Question

13．实验室进行二氧化硫制备与性质实验的组合装置如图所示，部分夹持装置未画出．
请回答下列问题：
（1）在组装好装置后，首先要进行的实验操作为检查装置的气密性．
（2）为检验SO₂与Na₂O₂的反应是否有氧气生成，装置B中盛放的试剂X应为浓硫酸，装置D中碱石灰的作用是吸收未反应的SO₂，防止污染空气，同时防止空气中的水蒸气进入装置与Na₂O₂反应，干扰实验．
（3）关闭弹簧夹2，打开弹簧夹1，注入70%的硫酸至浸没三颈烧瓶中的固体，检验SO₂与Na₂O₂反应是否有氧气生成的操作及现象是将带火星的木条放在干燥管D出口处，若木条复燃，则有氧气生成，否则无氧气生成．
（4）关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，残余气体进入装置E、F、G中，能说明I^-的还原性弱于SO₂的现象为F中溶液蓝色褪去．发生反应的离子方程式是SO₂+I₂+2H₂O=2I^-+SO₄^2-+4H⁺．
（5）为了验证装置E中SO₂与FeCl₃发生了氧化还原反应，某学生设计了如下实验：取少量装置E中的溶液于试管中，向其中加入稀硝酸酸化的BaCl₂溶液，产生白色沉淀，并由此判断SO₂与FeCl₃发生了氧化还原反应．上述方案是否合理？不合理（填“合理”或“不合理”），原因是装置E中溶液溶解的SO₂可被稀硝酸氧化成SO₄^2-，也可与BaCl₂反应，生成白色沉淀，会对SO₂与FeCl₃反应产物（SO₄^2-）的检验造成干扰．

Answer 1

分析 A中制备二氧化硫，Na₂SO₃+H₂SO₄（浓）═Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑．二氧化硫为酸性气体，X干燥二氧化硫，选用浓硫酸，C中检验SO₂与Na₂O₂反应是否有氧气，将带火星的木条放在D试管口处，看木条是否复燃，D中碱石灰吸收剩余的二氧化硫，防止污染空气．E装置验证二氧化硫的还原性，2FeCl₃+SO₂+2H₂O═2FeCl₂+H₂SO₄+2HCl，F检验I^-还原性弱于SO₂，SO₂+I₂+2H₂O=2I^-+SO₄^2-+4H⁺，G装置验证二氧化硫为酸性气体，并吸收二氧化硫，防止污染空气，以此解答该题．

解答 解：（1）涉及气体的制备和性质实验，为保证实验成功，应首先检查装置的气密性，故答案为：检查装置的气密性；
（2）装置B中试剂X干燥氯气，盛放试剂是浓硫酸，防止水与过氧化钠反应生成氧气而影响实验结论，由于二氧化硫污染环境，可与碱反应，则D的作用是吸收未反应的SO₂，防止污染空气，同时防止空气中的水蒸气进入装置与Na₂O₂反应，干扰实验，
故答案为：浓硫酸；吸收未反应的SO₂，防止污染空气，同时防止空气中的水蒸气进入装置与Na₂O₂反应，干扰实验；
（3）检验SO₂与Na₂O₂反应是否有氧气生成的方法是：将带火星的木条放在D试管口处，看木条是否复燃，
故答案为：将带火星的木条放在干燥管D出口处，若木条复燃，则有氧气生成，否则无氧气生成；
（4）F中的离子方程式为：SO₂+I₂+2H₂O=2I^-+SO₄^2-+4H⁺，该反应中二氧化硫为还原剂，碘离子为还原产物，氧化还原反应中，还原剂的还原性强于还原产物，能说明I^-还原性弱于SO₂，现象为：F中溶液蓝色褪去，
故答案为：F中溶液蓝色褪去； SO₂+I₂+2H₂O=2I^-+SO₄^2-+4H⁺；
（5）FeCl₃与SO₂作用，三价铁具有氧化性，二氧化硫具有还原性，三价铁能将二氧化硫氧化为硫酸，自身被还原为亚铁离子，即2FeCl₃+SO₂+2H₂O═2FeCl₂+H₂SO₄+2HCl，可通过检验硫酸根离子，检验该反应的发生，硝酸具有强氧化性，但该实验中硝酸的存在干扰该SO₂与FeCl₃反应的验证，3SO2SO₂+2HNO₃+2H₂O=3H₂SO₄+2NO，所以取E中的溶液，往溶液中加入用稀硝酸酸化的BaCl₂溶液，产生白色沉淀，硫酸根离子不一定来自于SO₂与FeCl₃反应产物，故该实验设计不合理，
故答案为：不合理；装置E中溶液溶解的SO₂可被稀硝酸氧化成SO₄^2-，也可与BaCl₂反应，生成白色沉淀，会对SO₂与FeCl₃反应产物（SO₄^2-）的检验造成干扰．

点评 本题考查了二氧化硫性质及检验，为高频考点和常见题型，题目难度中等，注意掌握二氧化硫的化学性质及检验方法，正确分析题干信息为解答本题的关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．