Question

某化学兴趣小组探究SO₂和Cl₂的化学性质，他们使用的装置和药品如图所示：
（1）下列实验方案适用于用上图A装置制取所需SO₂的是

 

（填序号）．
（a） Na₂SO₃固体与浓HNO₃反应
（b） Na₂SO₃固体与浓硫酸反应
（c） 木炭与浓硫酸反应
（d） Cu与浓H₂SO₄反应
（2）在此实验中，e仪器的作用是

 

．
（3）当A中产生足量Cl₂时，观察到装置中溶液褪色的有c和

 

（填装置序号）；
c装置中溶液褪色是因为I₂被Cl₂氧化为HIO₃，该反应的化学方程式为

 

．
（4）当A中产生足量SO₂时，观察到装置中溶液褪色的有b和

 

（填装置序号）．
试进一步设计实验验证b装置中SO₂与Fe³⁺发生了化学反应，简述实验方法和现象．

 

（5）若想从上述实验得出Cl₂、SO₂、Fe³⁺和I₂氧化性的相对强弱，还应补充做的实验是

 

（简述实验操作）．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计,氯气的化学性质,二氧化硫的污染及治理

专题：实验设计题

分析：（1）根据固体和液体在加热的条件下可以产生二氧化硫的装置来选择；
（2）气体物质和氢氧化钠反应迅速会导致装置内部气压迅速减小，导致倒吸；
（3）氯气和水之间反应生成的次氯酸具有漂白性，氯气可以和氢氧化钠之间反应，使其碱性减弱甚至消失；
（4）二氧化硫具有漂白性、酸性、还原性，三价铁的检验用硫氰化钾，硫酸根的检验用氯化钡溶液即可；
（5）氧化还原反应中，氧化性强的可以和其他物质反应得到氧化性弱的，即氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，据此来设计实验方案．

解答： 解：（1）（a） Na₂SO₃固体与浓HNO₃反应的产物是硫酸钠和二氧化氮，不会产生二氧化硫，故错误；
（b） Na₂SO₃固体与浓硫酸反应可以生成硫酸钠和二氧化硫气体，故正确；
（c） 木炭与浓硫酸反应，产物有二氧化碳和二氧化硫，但是二氧化碳会给实验带来麻烦，故错误；
（d） Cu与浓H₂SO₄反应可以生成硫酸铜和二氧化硫气体，故正确；
故选b、d；
（2）再检验氯气的性质时，由于氯气和氢氧化钠反应迅速，会导致装置内部气压迅速减小，导致倒吸，故答案为：防止倒吸；
（3）当A中产生足量Cl₂时，氯气和水之间反应生成的次氯酸具有漂白性，能使品红退色，并且氯气可以和氢氧化钠之间反应，使得d中滴有酚酞的氢氧化钠所显示的红色消失，I₂被Cl₂氧化为HIO₃，氯气的还原产物是盐酸，该反应的化学方程式为5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl，故答案为：a、d；5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl；
（4）二氧化硫具有漂白性，能使品红褪色，具有酸性，可以和氢氧化钠发生反应生成亚硫酸钠和水，滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色会消失，此外还具有还原性，能和碘水之间反应得到氢碘酸和硫酸，使碘水褪色，如果SO₂与Fe³⁺发生了化学反应，则会得到亚铁离子和硫酸根离子，可以用硫氰化钾检验三价铁是否存在，或是用氯化钡溶液检验硫酸根离子是否生成，故答案为：a、c、d；取少量试液加入KSCN溶液，不变红（或者加少量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成）；
（5）上述实验可以得出氧化Cl₂＞Fe ³⁺，因为氧化性Cl₂＞I₂＞SO₂，只需证明I₂和Fe ³⁺氧化性强弱即可，可以向FeCl₃溶液中滴加KI淀粉溶液并观察颜色变化得出结论，故答案为：向FeCl₃溶液中滴加KI淀粉溶液并观察颜色变化．

点评：本题是一道实验方案的设计题，注重氯气和二氧化硫性质的考查，注意知识的迁移和应用是关键，难度大．