Question

20．某校化学学习小组，在学习了铜和浓硫酸的反应后，利用如图所示的装置探究足量的锌与浓硫酸反应，设计并完成SO₂的某些性质实验．请回答：

（1）A装置中，盛装锌片的仪器名称是蒸馏烧瓶．
（2）请从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中，并进行正确连接．a接3，c接2（用序号表示），乙的作用是防止倒吸．
（3）本实验能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为C中品红溶液褪色或D中氯水褪色．
（4）为验证二氧化硫的还原性，取D中反应后的溶液分成三份，分别进行如下实验：
方案工：向第一份溶液中加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成
方案Ⅱ：向第二份溶液加入品红溶液，红色褪去
方案Ⅲ：向第三份溶液加入BaCl₂溶液，产生白色沉淀
上述方案合理的是方案Ⅲ（填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）；D中发生反应的离子方程式为Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-．
（5）某学生观察到：实验开始，D、E中均有气泡产生，随后气泡量减少，反应一段时间后，气泡量又会明显增加．请用化学方程式表示“反应一段时间后，气泡量又会明显增加”的原因Zn+H₂SO₄（稀）═ZnSO₄+H₂↑．
（6）当E中溶液呈中性时，溶液中c（Na⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）（用含硫微粒浓度表示）．

Answer 1

分析 （1）根据仪器的构造写出其名称；
（2）B装置为安全瓶，防止倒吸，应该装置甲；C用品红溶液具有二氧化硫，导管应该长进短出；
（3）证明生成二氧化硫气体，二氧化硫通入装置甲中品红溶液会褪色或通入装置D中氯水溶液颜色褪去；
（4）方案工：向第一份溶液中加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成证明生成氯化银沉淀，但不能证明氯离子是二氧化硫还原得到，氯水中存在氯离子；
方案Ⅱ：向第二份溶液加入品红溶液，红色褪去，可能是二氧化硫漂白性或氯水中次氯酸的漂白性；
方案Ⅲ：向第三份溶液加入BaCl₂溶液，产生白色沉淀说明生成硫酸钡沉淀，证明二氧化硫被氯气氧化生成硫酸；
（5）锌和浓硫酸反应生成硫酸锌和二氧化硫和水，当硫酸浓度变稀时，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气；
（6）E中氢氧化钠溶液吸收二氧化硫气体得到溶液中存在电荷守恒．

解答 解：（1）根据图示可知，A装置中，盛装锌片的仪器名称为蒸馏烧瓶，
故答案为：蒸馏烧瓶；
（2）通常状况下，1体积水中可溶解40体积的二氧化硫气体，装置乙可防止二氧化硫与品红作用时被吸入锌与硫酸反应的容器中；二氧化硫与品红溶液作用，需长管进，所以导管连接顺序为：a接4（或3）→b→c→2，乙导气管略露出胶塞起到安全瓶的作用，可以防止倒吸，
故答案为：3（或4）；2；防止倒吸；
（3）二氧化硫可使品红溶液褪色，则C中品红溶液褪色可检验二氧化硫的存在，从而证明浓硫酸具有强氧化性，或D中氯水褪色，也可以证明生成二氧化硫，
故答案为：C中品红溶液褪色或D中氯水褪色；
（4）方案工：向第一份溶液中加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成证明生成氯化银沉淀，但不能证明氯离子是二氧化硫还原得到，氯水中存在氯离子也可以反应生成氯化银沉淀，故Ⅰ错误；
方案Ⅱ：向第二份溶液加入品红溶液，红色褪去，可能是二氧化硫漂白性或氯水中次氯酸的漂白性，不能证明二氧化硫具有还原性，故Ⅱ错误；
方案Ⅲ：向第三份溶液加入BaCl₂溶液，产生白色沉淀说明生成硫酸钡沉淀，证明二氧化硫被氯气氧化生成硫酸，结合钡离子生成硫酸钡沉淀，二氧化硫和氯化钡不反应，故Ⅲ正确；
分析可知上述方案中Ⅲ正确，D中发生反应的离子方程式为：Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-，
故答案为：Ⅲ；Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-；
（5）锌为较活泼的金属，在金属活动顺序表中排在氢的前面，所以锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应一段时间后，气泡量又会明显增加”的原因用化学方程式表示为：Zn+H₂SO₄（稀）═ZnSO₄+H₂↑，
故答案为：Zn+H₂SO₄（稀）═ZnSO₄+H₂↑；
（6）E中氢氧化钠溶液吸收二氧化硫气体得到溶液中存在电荷守恒式为c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-），当E中溶液呈中性时c（H⁺）=c（OH^-），溶液中c（Na⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-），
故答案为：c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）．

点评 本题考查浓硫酸的性质，题目难度中等，明确浓硫酸、稀硫酸分别与锌反应的原理为解答关键，注意熟练掌握二氧化硫的性质及检验方法，试题知识点较多，考查较全面，有利于培养学生的分析能力及化学实验能力．