Question

5．某兴趣小组设计如图1所示装置制取SO₂，研究某性质并进一步探究在适当温度和催化剂的条件下，SO₂和O₂反应后混合气体的成分．

（1）仪器G的名称是分液漏斗．
（2）B、C、D分别用于检验SO₂的漂白性、还原性和氧化性．则C中反应的离子方程式为SO₂+I₂+2H₂O═SO₄^2-+2I^-+4H⁺，证明SO₂有氧化性的实验现象是有淡黄色沉淀生成．
（3）某同学设计装置F来代替装置A．请写出化学方程式Na₂SO₃+H₂SO₄（浓）═Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑．
（4）该小组同学设计如图2装置来检验SO₂与O₂反应后混合气体的成分．

已知：SO₃遇水剧烈反应，放出大量热．产生酸雾；98.3%的H₂SO₄可以吸收SO₃和酸雾．
供选试剂：蒸馏水、0.5mol•L^-1BaCl₂溶液、98.3%的H₂SO₄、2.0mol•L^-1 NaOH溶液、KMnO₄溶液．
①c中应选用的试剂是0.5mol•L^-1BaCl₂溶液，e中试剂的作用是KMnO₄溶液，f中收集的气体是氧气．
②某同学提出用饱和NaHSO₃溶液代替98.3%的H₂SO₄，请你评价该方案是否可行，若可以不必说明理由：若不可行．简述其理由否，虽然饱和NaHSO₃溶液可除去SO₃，但是和水反应生成硫酸，硫酸与NaHSO₃反应生成SO₂，干扰对原混合气体中SO₂的检验．

Answer 1

分析 （1）根据仪器的特征和常用仪器的名称进行解答；
（2）装置A：铜和浓硫酸加热反应生成二氧化硫气体，B、C、D分别用于检验SO₂的漂白性、还原性和氧化性．其中B装置：检验二氧化硫漂白性可以通过品红试液；C、D分别为碘水和硫化氢的水溶液，C装置：二氧化硫具有还原性，和碘单质反应生成硫酸和碘化氢，D装置：二氧化硫具有氧化性，能够与硫化氢反应生成硫单质和水，E为尾气吸收装置；
（3）设计装置F来代替装置A，亚硫酸钠和硫酸反应生成硫酸钠二氧化硫和水，据此书写方程式；
（4）①b装置：二氧化硫和氧气在五氧化二钒的催化作用下，生成三氧化硫；c装置：检验三氧化硫，d装置：吸收三氧化硫除去SO₃，e装置：二氧化硫并检验二氧化硫，f装置：
收集氧气，根据c、e中的成分结合实验目的进行解答；
②三氧化硫和水反应生成硫酸，硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫，生成的二氧化硫干扰对原混合气体中SO₂的检验．

解答 解：（1）仪器G为有玻璃活塞的漏斗，为分液漏斗，
故答案为：分液漏斗；
（2）依据装置图可知，A装置：铜和浓硫酸加热反应Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，生成二氧化硫气体，B装置：二氧化硫能使品红褪色，说明二氧化硫具有漂白性，C装置：二氧化硫具有还原性，和碘单质反应生成硫酸和碘化氢；反应的离子方程式为：SO₂+I₂+2H₂O═SO₄^2-+2I^-+4H⁺；D装置：二氧化硫具有氧化性，能够与硫化氢反应生成硫单质和水，反应的化学方程式为：SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O，现象为有淡黄色沉淀生成，
故答案为：SO₂+I₂+2H₂O═SO₄^2-+2I^-+4H⁺；有淡黄色沉淀生成；
（3）设计装置F来代替装置A，不用加热，安全性能高，易于控制反应进行，反应更充分，装置F中：亚硫酸钠和硫酸反应，Na₂SO₃+H₂SO₄（浓）═Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑．
故答案为：Na₂SO₃+H₂SO₄（浓）═Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；
（4）①该实验的目的是检验反应后混合气体的成分，因二氧化硫和氧气反应2SO₂+O₂$?_{△}^{V_{2}O_{5}}$2SO₃是可逆反应，所以从b装置导出的气体是二氧化硫和三氧化硫和氧气，c装置中装有0.5 mol/L BaCl₂溶液，三氧化硫和水反应生成硫酸，检验三氧化硫，二氧化硫和和氧气均不与其反应，d装置中装有98.3%的浓 H₂SO₄，作用是吸收三氧化硫除去SO₃，e装置的作用是吸收二氧化硫并检验二氧化硫，品红（或KMnO₄溶液）褪色说明有二氧化硫，f收集的是氧气，
故答案为：0.5mol•L^-1BaCl₂溶液；KMnO₄溶液；氧气；
②三氧化硫和水反应生成硫酸，硫酸和亚硫酸氢钠反应2NaHSO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑，生成的二氧化硫干扰对原混合气体中SO₂的检验，
故答案为：否，虽然饱和NaHSO₃溶液可除去SO₃，但是和水反应生成硫酸，硫酸与NaHSO₃反应生成SO₂，干扰对原混合气体中SO₂的检验．

点评 本题考查了二氧化硫化学实验，掌握二氧化硫及其相关化合物的性质结合反应装置的特点分析是解答本题的关键，题目难度中等．