Question

某同学用如图一所示的装置来探究CO₂、SO₂与澄清石灰水的反应，结果通入CO₂可以看到先浑浊后澄清的现象，但通入SO₂没有能看到浑浊现象．经过思考分析后，该同学改用图二的装置，将气体收集在注射器，缓慢地将气体一个气泡一个气泡地通入澄清石灰水中，都能看到石灰水先变浑浊再澄清的现象，且通入SO₂产生现象明显比通入CO₂快．
（1）对比分析两组实验，你认为用图一装置实验时，通入SO₂不能出现浑浊的原因可能是：

 

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（2）用图二装置实验时，以相同速率通入CO₂或SO₂，SO₂产生浑浊、澄清的现象比CO₂快的原因是

 

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（3）用图一进行SO₂与石灰水反应的实验时，从安全角度考虑装置应做何改进？

 

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Answer 1

考点：实验装置综合

专题：实验设计题

分析：（1）通入SO₂，澄清石灰水不能出现浑浊的原因可能是二氧化硫多，反应生成溶于水的亚硫酸氢钙；
（2）SO₂在水中溶解度比CO₂大；亚硫酸酸性比碳酸强，在同温度、同体积的溶液中，l mol亚硫酸电离产生的H⁺离子浓度大于l mol碳酸电离产生的H⁺离子浓度；相同条件下，1mol SO₂与足量石灰水反应生成CaSO₃的速率大于1mol CO₂与足量石灰水反应生成CaCO₃的速率．相同条件下，1molCaSO₃被1mol SO₂（形成的H⁺离子）溶解形成可溶性Ca（HSO₃）₂的速率大于1molCaCO₃被1molCO₂（形成的H⁺离子）溶解形成可溶性Ca（HCO₃）₂的速率；
（3）二氧化硫是有毒气体，要进行尾气处理．

解答： 解（1）二氧化硫与澄清的石灰水反应，如果二氧化硫过量，会发生CaSO₃+H₂O+SO₂=Ca（HSO₃）₂，亚硫酸氢钙易溶于水，所以，当实验操作通入二氧化硫较快较多，澄清的石灰水相对比较少，两者反应时直接生成了易溶于水的酸式盐，而看不到沉淀；
故答案为：澄清的石灰水比较少，通入二氧化硫较快较多，两者反应时直接生成了易溶于水的酸式盐，而看不到沉淀；
（2）1体积水中溶解二氧化硫约为40体积，1体积水中溶解二氧化碳约为2体积，所以，SO₂在水中溶解度比CO₂大，在溶液中，参加反应的二氧化硫比二氧化碳多；二氧化硫与水反应生成亚硫酸，二氧化碳与水反应生成碳酸，亚硫酸酸性比碳酸强，在同温度、同体积的溶液中，l mol亚硫酸电离产生的H⁺离子浓度大于l mol碳酸电离产生的H⁺离子浓度，与碱反应，前者电离出的氢离子多，反应快；相同条件下，相同的物质的量与碱反应，反应快，能说明SO₂产生现象比CO₂快，所以，1mol SO₂与足量石灰水反应生成CaSO₃的速率大于1mol CO₂与足量石灰水反应生成CaCO₃的速率正确；相同条件下，相同的物质的量的气体与沉淀，溶解得快，说明SO₂产生现象比CO₂快，所以，1molCaSO₃被1mol SO₂（形成的H⁺离子）溶解形成可溶性Ca（HSO₃）₂的速率大于1molCaCO₃被1molCO₂（形成的H⁺离子）溶解形成可溶性Ca（HCO₃）₂的速率，
故答案为：SO₂溶解度大，且对应的亚硫酸酸性比碳酸强，通入的SO₂与石灰水反应快；
（3）二氧化硫是有毒气体，要进行尾气处理，防止SO₂污染空气，所以用图一进行SO₂与石灰水反应的实验时，要增加尾气吸收装置；
故答案为：增加尾气吸收装置．

点评：本题考查了实验方案设计和评价，侧重于二氧化硫的性质的考查，解答须掌握二氧化硫与氢氧化钙的反应的原理，题目难度中等．