Question

两个研究性学习小组分别进行探究性的实验：
甲组：为了探究Cl₂和SO₂同时通入H₂O中发生的反应，设计了如图1所示的实验装置．
（1）气体发生装置A中产生的气体化学式为

 

．
（2）装置D中发生反应的化学方程式为

 

；在装置D反应后所得溶液中加入BaCl₂溶液，观察到的现象是

 

．
（3）装置C中饱和食盐水的作用是

 

；装置E的作用是

 

．
乙组：为了分别研究SO₂和Cl₂的性质，设计了如图2所示的实验装置．
（4）若从左端分别通入SO₂和Cl₂，则装置I中观察到的现象是否相同？

 

（填“相同”或“不相同”）；当通入SO₂时，装置III中发生反应的离子方程式为

 

，该反应中SO₂表现出

 

性．
（5）若装置II中装有5.0mL 1.0×10^-3mol?L^-1碘水，当通入足量Cl₂完全反应后，共转移了5.0×10^-5mol电子，则该反应的化学方程式为

 

．
（6）你认为乙组设计的装置是否有不足之处？

 

（填“有”或“无”）．如果有，请写出改进方法：

 

 （如果无，此空不答）．

Answer 1

分析：（1）气体A不通过饱和食盐水，则为二氧化硫；
（2）氯气具有强氧化性，二氧化硫具有还原性，二者能发生氧化还原反应生成氯化氢和硫酸，硫酸根离子和钡离子能生成硫酸钡沉淀；
（3）饱和食盐水能除去氯气中的氯化氢；氯气和二氧化硫都有毒，不能直接排空，要处理尾气；
（4）次氯酸和二氧化硫都有漂白性，二氧化硫和溴化铁发生氧化还原反应，失电子的反应物作还原剂；
（5）通入足量的氯气，碘完全反应，根据转移电子数目计算I元素在氧化产物中的化合价，确定产物，据此书写；
（6）最后一个装置存在安全隐患．

解答：解：（1）由装置图可知，B装置气体生成后通入饱和食盐水中，说明是氯气的发生装置，通过食盐水除去气体中的氯化氢气体，所以A装置产生的气体为二氧化硫，二氧化硫是易溶于水的气体，通过F通入水防止倒吸；
故答案为：SO₂；
（2）氯气和二氧化硫发生氧化还原反应生成氯化氢和硫酸，反应方程式为：Cl₂+SO₂+2H₂O═2HCl+H₂SO₄，硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀，
故答案为：Cl₂+SO₂+2H₂O═2HCl+H₂SO₄；生成白色沉淀；
（3）实验室制取的氯气中含有氯化氢，要出去氯化氢且不能溶解氯气，需要通过饱和食盐水除去氯化氢，所以C的作用是：除去氯化氢气体，减少氯气的溶解；
氯气和二氧化硫都有毒，不能直接排空，且二者都能和氢氧化钠溶液反应，E装置中含有缓冲装置，能防止倒吸，所以尾气处理中用氢氧化钠溶液吸收氯气和二氧化硫、防止倒吸，
故答案为：除去氯化氢气体，减小Cl₂的溶解；防止倒吸，吸收多余的SO₂或Cl₂气体；
（4）氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸和二氧化硫都能使品红溶液褪色，所以看到的现象相同；
III中铁离子具有氧化性，能和二氧化硫发生氧化反应生成硫酸和亚铁离子，离子反应方程式为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
该反应中，硫元素失电子化合价升高，所以二氧化硫作还原剂，
故答案为：相同；2Fe³⁺+SO₂+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，还原；
（5）装置B中装有5.0mL 1.0mol?L^-1的碘水，当通入足量Cl₂完全反应后，共转移了5.0×10^-2mol电子，故I元素在氧化产物中的化合价为

5.0×10-2mol

1.0mol/L×0.005L

=5，故氧化产物为HIO₃，氯气被还原为HCl，反应方程式为：5Cl₂+I₂+6H₂O=10HCl+2HIO₃；
故答案为：5Cl₂+I₂+6H₂O=10HCl+2HIO₃；
（6）尾气处理装置中，如果气体压强过大，导致塞子冲出而引起安全隐患，其处理方法为：去掉胶塞或将广口瓶的塞子换成双孔塞，另一孔插入一根直导管，
故答案为：有；去掉胶塞或将广口瓶的塞子换成双孔塞，另一孔插入一根直导管．

点评：本题考查了探究次氯酸、二氧化硫的漂白性，明确实验原理是解本题关键，根据实验目的进行对比实验，根据物质的性质分析解答，注意F和E装置有相似性，二者都有缓冲作用，能防止倒吸，难度中等．