Question

某興趣小組設(shè)計如圖實驗裝置進行實驗．
Ⅰ、探究大氣污染物SO₂的性質(zhì)
（1）為了實現(xiàn)綠色環(huán)保的目標(biāo)，能否用圖A₂代替A₁裝置

 

（填“能”或“否”）．
（2）B、C、D分別用于檢驗SO₂的漂白性、還原性和氧化性，則B中所盛試劑為

 

，C中反應(yīng)的離子方程式為

 

，D中反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
Ⅱ、探究銅片與濃H₂SO₄反應(yīng)的產(chǎn)物
實驗結(jié)束，發(fā)現(xiàn)在銅片表面附著黑色固體．查閱資料得知：此黑色固體可能含有CuO、CuS、Cu₂S．常溫下CuS和Cu₂S都不溶于稀鹽酸，在空氣中煅燒都轉(zhuǎn)化為Cu₂O和SO₂．該小組同學(xué)收集一定量黑色固體，按如下實驗方案探究其成分：

（3）步驟Ⅱ中檢驗濾渣洗滌干凈的實驗方法是

 

．
（4）黑色固體的成分是

 

．
Ⅲ、尾氣處理
用氨水吸收尾氣中的SO₂，“吸收液”中可能含有OH^-、SO₃^2-、SO₄^2-、HSO₃^-等陰離子．
（5）氨水吸收過量SO₂的反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（6）已知亞硫酸氫鹽一般易溶于水，SO₂也易溶于水．現(xiàn)有儀器和試劑為：小燒杯、試管、玻璃棒、膠頭滴管、過濾裝置和濾紙；2mol/L鹽酸、2mol/LHNO₃、1mol/LBaCl₂溶液、l mol/LBa（OH）₂溶液、品紅溶液、蒸餾水．請設(shè)計實驗證明“吸收液”中存在SO₃^2-、HSO₃^-，完成下表的實驗操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論：

實驗操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1：取適量“吸收液”于小燒杯中，用膠頭滴管取l mol/L BaCl2溶液向小燒杯滴加直至過量．	若出現(xiàn)白色渾濁， 則“吸收液”中存在SO32-或 SO42-．
步驟2：將小燒杯中的濁液過濾、洗滌，再用適量水把附在濾紙上的固體沖入另一小燒杯中；向沖下的固體   ．	， 則“吸收液”中存在 SO32-．
步驟3：   ．	， 則“吸收液”中存在 HSO3-．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計,二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）依據(jù)裝置圖對比分析不同，總結(jié)對比；
（2）銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成二氧化硫氣體，B、C、D分別用于檢驗SO₂的漂白性、還原性和氧化性．其中C、D分別為碘水和硫化氫的水溶液，檢驗二氧化硫漂白性可以通過品紅試液；二氧化硫具有還原性，和碘單質(zhì)反應(yīng)生成硫酸和碘化氫；
（3）檢驗濾渣洗滌干凈與否，實際是檢驗濾渣表面是否還有溶質(zhì)粒子，本實驗中濾渣表面可能會有氯離子；
（4）根據(jù)溶液顏色的變化及灼燒后固體質(zhì)量的變化判斷黑色固體的成分；
（5）過量二氧化硫和氨水反應(yīng)生成亞硫酸氫銨；
（6）依據(jù)SO₃^2-和HSO₃^-離子的性質(zhì)和檢驗方法設(shè)計實驗進行檢驗設(shè)計；結(jié)合題干信息和條件，取少量于小燒杯中加入過量氯化鋇反應(yīng)生成沉淀為亞硫酸鋇或硫酸鋇沉淀；取沉淀加入酸的生成二氧化硫，通過檢驗二氧化硫的存在方法驗證亞硫酸根離子的存在；取濾液依據(jù)亞硫酸氫根離子和酸反應(yīng)可以生成二氧化硫，檢驗二氧化硫完成實驗設(shè)計，或通過亞硫酸氫根離子和氫氧化鋇反應(yīng)生成沉淀分析判斷．

解答： 解：（1）裝置圖分析可知，A₂的制取裝置來代替A₁裝置，可以不需要加熱或節(jié)約能源或藥品，用分液漏斗加入硫酸可以控制反應(yīng)速率，易于控制反應(yīng)進行，符合綠色環(huán)保的目的，故答案為：能；
（2）依據(jù)裝置圖可知，銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成二氧化硫氣體，B、C、D分別用于檢驗SO₂的漂白性、還原性和氧化性．其中C、D分別為碘水和硫化氫的水溶液，C檢驗二氧化硫的還原性，D檢驗二氧化硫的氧化性，檢驗二氧化硫漂白性可以通過品紅試液，品紅褪色是二氧化硫氣體的特性；二氧化硫具有還原性，和碘單質(zhì)反應(yīng)生成硫酸和碘化氫；反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+I₂+2H₂O═SO₄^2-+2I^-+4H⁺；二氧化硫具有氧化性，和硫化氫反應(yīng)生成硫單質(zhì)和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O，
故答案為：品紅溶液； SO₂+I₂+2H₂O═SO₄^2-+2I^-+4H⁺；SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O；
（3）檢驗濾渣洗滌干凈與否，實際是檢驗濾渣表面是否還有溶質(zhì)粒子，由于固體用鹽酸溶解，所以中濾渣表面可能會有氯離子，可用硝酸銀來檢驗．
故答案為：取最后一次洗滌液少許，滴加少量AgNO₃溶液，若無明顯現(xiàn)象，則洗滌干凈；
（4）根據(jù)用鹽酸溶解后濾液變藍，證明固體中含氧化銅，固體A為銅的硫化物，B為Cu₂O．
若B全為Cu₂S，2Cu₂S+3O₂

高溫  .

2Cu₂O+2SO₂
            320            288
             2g             m₁
解得m₁=1.8
若B全為CuS，4CuS+5O₂

高溫  .

2Cu₂O+4SO₂
            384           288
             2g           m₂
解得m₂=1.5g
而實際得固體B為1.68g，介于m₁和m₂之間，所以固體A為Cu₂S和CuS的混合物，
故答案為：CuO、Cu₂S、CuS；
（5）氨水吸收過量SO₂的反應(yīng)的離子方程式為NH₃?H₂O+SO₂=NH₄⁺+HSO₃^-，故答案為：NH₃?H₂O+SO₂=NH₄⁺+HSO₃^-；
（6）依據(jù)SO₃^2-和HSO₃^-離子的性質(zhì)和檢驗方法設(shè)計實驗進行檢驗設(shè)計；結(jié)合題干信息和條件，取少量于小燒杯中加入過量氯化鋇反應(yīng)生成沉淀為亞硫酸鋇或硫酸鋇沉淀；取沉淀加入酸的生成二氧化硫，通過檢驗二氧化硫的存在方法驗證亞硫酸根離子的存在；取濾液依據(jù)亞硫酸氫根離子和酸反應(yīng)可以生成二氧化硫，檢驗二氧化硫完成實驗設(shè)計，或通過亞硫酸氫根離子和氫氧化鋇反應(yīng)生成沉淀分析判斷；實驗設(shè)計方法和步驟為：

實驗操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟2：滴入1滴（或少量）品紅，再滴入過量2mol/L鹽酸，振蕩	若品紅褪色（或有氣泡）
步驟3：用試管取適量濾液，向其中（或小燒杯中）滴入過量的1mol/L Ba（OH）2溶液[或滴入1滴（或少量）品紅溶液，再滴入2-3滴（或過量）的2mol/L鹽酸]，振蕩	若出現(xiàn)白色沉淀（或品紅溶液褪色，或有氣泡）

故答案為：

實驗操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟2：滴入1滴（或少量）品紅，再滴入過量2mol/L鹽酸，振蕩	若品紅褪色（或有氣泡）
步驟3：用試管取適量濾液，向其中（或小燒杯中）滴入過量的1mol/L Ba（OH）2溶液[或滴入1滴（或少量）品紅溶液，再滴入2-3滴（或過量）的2mol/L鹽酸]，振蕩．	若出現(xiàn)白色沉淀（或品紅溶液褪色，或有氣泡）

點評：本題考查了二氧化硫性質(zhì)的實驗驗證方法和實驗設(shè)計分析步驟，掌握實驗基礎(chǔ)和離子性質(zhì)、離子檢驗方法，正確選擇試劑，描述反應(yīng)現(xiàn)象，題目難度中等．