Question

【題目】某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，用濃硫酸與銅反應(yīng)制得SO2并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究。

（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________，裝置B的作用是____________。

（2）設(shè)計(jì)裝置D的目的是驗(yàn)證SO2的_____________性，E中NaOH全部轉(zhuǎn)化為NaHSO3的標(biāo)志是____________。

（3）裝置C的作用是貯存多余的氣體，C中應(yīng)放置的液體是________。

（4）反應(yīng)結(jié)束時(shí)燒瓶中Cu有剩余，某同學(xué)認(rèn)為H2SO4也有剩余，他設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)方案來測(cè)定剩余H2SO4的量。經(jīng)冷卻，定量稀釋后進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到目的是________（填序號(hào)）；

a．用酸堿中和滴定法測(cè)定 b．與足量Zn反應(yīng)，測(cè)量生成H2的體積

c．用pH計(jì)測(cè)溶液pH值 d．與足量BaCl2溶液反應(yīng)，稱量生成沉淀的質(zhì)量

（5）向E瓶所得NaHSO3溶液中加入漂白粉溶液，反應(yīng)有三種可能情況：

I． HSO3-與ClO-剛好反應(yīng)完； II． 漂白粉不足； III． 漂白粉過量

同學(xué)們分別取上述混合溶液于試管中，通過下列實(shí)驗(yàn)確定該反應(yīng)屬于哪一種情況，請(qǐng)你完成下表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	現(xiàn)象	反應(yīng)的可能情況
①	滴加少量淀粉碘化鉀溶液，振蕩		III
②	滴加少量棕紅色的KI3溶液，振蕩		II
③	滴入加少量酸性KMnO4溶液，振蕩	溶液呈紫色
④	加入幾小塊CaCO3固體	有氣泡產(chǎn)生

（6）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明室溫下HSO3-的電離平衡常數(shù)Ka與水解平衡常教Kb的相對(duì)大小_________。

Answer 1

【答案】（1）Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；防止倒吸；

（2）還原；褪色；

（3）NaHSO3；（4）abc；

（5）①溶液變?yōu)樗{(lán)色；②溶液褪色；③Ⅰ或Ⅲ；④Ⅰ或Ⅱ；

（6）常溫下，用pH試紙（或pH計(jì)）測(cè)定NaHSO3溶液的pH，若pH＜7，則Ka＞Kb，若pH＞7，則Ka＜Kb。

【解析】

試題分析：（1）Cu與濃硫酸混合加熱，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；B裝置的錐形瓶是空的，可以防止倒吸；防止C中液體倒吸入A中（或防倒吸，或安全瓶）；（2）溴水具有氧化性，二氧化硫具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr；D中NaOH全部轉(zhuǎn)化為NaHSO3，再通入SO2，品紅溶液會(huì)褪色；故答案為：還原、溶液紅色褪去；（3）裝置C的作用是貯存多余的氣體，該裝置中盛有的溶液不能與SO2發(fā)生反應(yīng)，C中應(yīng)放置的液體是NaHSO3；（4）a．用酸堿中和滴定法測(cè)定，可以測(cè)定出溶液中含有的H+的物質(zhì)的量，進(jìn)而根據(jù)電解質(zhì)化學(xué)式與離子關(guān)系計(jì)算過量的硫酸的物質(zhì)的量，正確； b．硫酸與足量Zn反應(yīng)反應(yīng)氫氣，根據(jù)測(cè)量生成H2的體積，可計(jì)算過量硫酸的物質(zhì)的量，正確；c．用pH計(jì)測(cè)溶液pH值，根據(jù)溶液的體積就可以計(jì)算硫酸的物質(zhì)的量，正確；d．過量的硫酸及反應(yīng)產(chǎn)生的硫酸銅都可以與BaCl2溶液反應(yīng)，生成硫酸鋇沉淀，所以不能稱量生成沉淀的質(zhì)量，計(jì)算過量硫酸的物質(zhì)的量，錯(cuò)誤；（5）①如果漂白粉過量，發(fā)生反應(yīng)NaHSO3+Ca(ClO)2═CaSO4↓+NaCl+HClO，次氯酸氧化碘離子為碘單質(zhì)，碘遇淀粉變藍(lán)，溶液變?yōu)樗{(lán)色；②如果漂白粉過量，發(fā)生反應(yīng)4NaHSO3+ Ca(ClO)2+CaCl2═2CaSO4↓+4NaCl+2SO2↑+2H2O，SO2氧化I-使溶液褪色；③如果HSO3-與ClO-剛好反應(yīng)完，方程式為NaHSO3+ Ca(ClO)2+CaCl2═2CaSO4↓+2NaCl+2HCl，滴入加少量酸性KMnO4溶液，溶液顯紫色，說明沒有還原性物質(zhì)，反應(yīng)可能是Ⅰ或Ⅲ；④加入幾小塊CaCO3固體，生成CO2氣體，溶液顯酸性，可能是Ⅰ或Ⅱ；故答案為：①溶液變?yōu)樗{(lán)色；②溶液褪色；③Ⅰ或Ⅲ；④Ⅰ或Ⅱ；（6）HSO3-在溶液中存在電離平衡：HSO3-H++SO32-；電離使溶液顯酸性；同時(shí)也存在水解平衡：HSO3-+H2O H2SO3+OH-；水解使溶液顯堿性，若要設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明室溫下HSO3-的電離平衡常數(shù)Ka與水解平衡常教Kb的相對(duì)大小，可以測(cè)定溶液的酸堿性進(jìn)行判斷，方法是常溫下，用pH試紙（或pH計(jì)）測(cè)定NaHSO3溶液的pH，若pH＜7，則Ka＞Kb，若pH＞7，則Ka＜Kb。