Question

9．某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置，用過量濃硫酸與銅反應(yīng)制取SO₂，并探究SO₂與Na₂O₂反應(yīng)的產(chǎn)物．
 
Ⅰ．制取SO₂
（1）寫出燒瓶中生成SO₂的化學(xué)方程式：Cu+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
（2）寫出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
①細(xì)銅絲表面：有氣泡產(chǎn)生，細(xì)銅絲溶解
②實(shí)驗(yàn)過程中，燒瓶內(nèi)液體始終保持澄清，并逐漸變?yōu)樗{(lán)色
（3）欲使反應(yīng)停止，應(yīng)進(jìn)行的操作是：先抽拉粗銅絲使細(xì)銅絲與濃硫酸脫離接觸，再熄滅酒精燈燒瓶中液體冷卻后，可觀察到的現(xiàn)象是：有白色固體生成，溶液變?yōu)闊o色
Ⅱ．探究SO₂與Na₂O₂反應(yīng)后的固體產(chǎn)物．
  （4）實(shí)驗(yàn)方案如下：取洗滌玻璃棉所得溶液，滴加足量的BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再加入足量的稀鹽酸，若白色沉淀不溶解，則產(chǎn)物只有Na₂SO₄，若白色沉淀全部溶解，則產(chǎn)物只有Na₂SO₃，若白色沉淀部分溶解，且產(chǎn)生刺激性氣味的氣體，則產(chǎn)物含有Na₂SO₄和Na₂SO₃
（5）把Na₂O₂粉末散附在玻璃棉上的目的是：SO₂與Na₂O₂充分接觸若Na₂O₂未完全反應(yīng)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響是（用必要的文字和化學(xué)方程式表示）
III．裝置改進(jìn)
（6）老師指出該實(shí)驗(yàn)裝置需做如下改進(jìn)（只答出一種即可）：在燒杯與硬質(zhì)玻璃管之間加安全瓶或燒杯中導(dǎo)管接倒置的漏斗，且漏斗剛好接觸溶液．

Answer 1

分析 Ⅰ．（2）銅與濃硫酸在加熱條件小生成二氧化硫和硫酸銅；
（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：銅絲溶解，表面有氣泡生成，溶液逐漸變?yōu)樗{(lán)色；
（3）為防止溶液倒吸，故欲使反應(yīng)停止，先抽拉粗銅絲使細(xì)銅絲與濃硫酸脫離接觸，再熄滅熱源；濃硫酸具有吸水性，燒瓶中液體冷卻后，使硫酸銅結(jié)晶析出，硫酸銅為白色固體；
Ⅱ．（4）SO₂與Na₂O₂反應(yīng)的產(chǎn)物可能為硫酸鈉、亞硫酸鈉或者兩者的混合物，用氯化鋇與之反應(yīng)，檢驗(yàn)生成的沉淀能否溶于鹽酸可得；
（5）玻璃棉可SO₂與Na₂O₂混合充分；過氧化鈉有氧化性，若Na₂O₂未完全反應(yīng)，則可能氧化亞硫酸鈉為硫酸鈉，不能確定生成的是否有硫酸鈉；
（6）實(shí)驗(yàn)裝置需要添加防倒吸的裝置．

解答 Ⅰ．（1）銅與濃硫酸在加熱條件小生成二氧化硫和硫酸銅，反應(yīng)為：Cu+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
故答案為：Cu+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）①細(xì)銅絲與濃硫酸反應(yīng)，故細(xì)銅絲表面有氣泡產(chǎn)生，細(xì)銅絲溶解；
故答案為：有氣泡產(chǎn)生，細(xì)銅絲溶解；
②生成硫酸銅，故實(shí)驗(yàn)過程中，燒瓶內(nèi)液體始終保持澄清，并逐漸變?yōu)樗{(lán)色；
故答案為：逐漸變?yōu)樗{(lán)色；
（3）為防止溶液倒吸，故欲使反應(yīng)停止，先抽拉粗銅絲使細(xì)銅絲與濃硫酸脫離接觸，再熄滅酒精燈；濃硫酸具有吸水性，燒瓶中液體冷卻后，溶液中水減少，使硫酸銅結(jié)晶析出，硫酸銅為白色固體，故現(xiàn)象為有白色固體生成，溶液變?yōu)闊o色；
故答案為：先抽拉粗銅絲使細(xì)銅絲與濃硫酸脫離接觸，再熄滅酒精燈；有白色固體生成，溶液變?yōu)闊o色；
Ⅱ．（4）SO₂與Na₂O₂反應(yīng)的產(chǎn)物可能為硫酸鈉、亞硫酸鈉或者兩者的混合物，氯化鋇與其可生成硫酸鋇、亞硫酸鋇的沉淀，硫酸鋇不溶于鹽酸，亞硫酸鋇溶于鹽酸，則方法為：取洗滌玻璃棉所得溶液，滴加足量的BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再加入足量的稀鹽酸，若白色沉淀不溶解，則產(chǎn)物只有Na₂SO₄，若白色沉淀全部溶解，則產(chǎn)物只有Na₂SO₃，若白色沉淀部分溶解，且產(chǎn)生刺激性氣味的氣體，則產(chǎn)物含有Na₂SO₄和Na₂SO₃；
故答案為：滴加足量的BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再加入足量的稀鹽酸，若白色沉淀不溶解，則產(chǎn)物只有Na₂SO₄，若白色沉淀全部溶解，則產(chǎn)物只有Na₂SO₃，若白色沉淀部分溶解，且產(chǎn)生刺激性氣味的氣體，則產(chǎn)物含有Na₂SO₄和Na₂SO₃；
（5）把Na₂O₂粉末散附在玻璃棉上可SO₂與Na₂O₂充分接觸；若Na₂O₂未完全反應(yīng)，則可能氧化Na₂SO₃為Na₂SO₄：Na₂SO₃+Na₂O₂+H₂O=Na₂SO₄+2NaOH，不能確定生成的是否有Na₂SO₄；
故答案為：SO₂與Na₂O₂充分接觸；不能確定生成的是否有Na₂SO₄，Na₂SO₃+Na₂O₂+H₂O=Na₂SO₄+2NaOH；
（6）該裝置容易倒吸，故應(yīng)在燒杯與硬質(zhì)玻璃管之間加安全瓶或燒杯中導(dǎo)管接倒置的漏斗，且漏斗剛好接觸溶液；
故答案為：在燒杯與硬質(zhì)玻璃管之間加安全瓶或燒杯中導(dǎo)管接倒置的漏斗，且漏斗剛好接觸溶液．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，涉及二氧化硫的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、氧化還原反應(yīng)等知識(shí)，題目難度中等，注意掌握常見元素單質(zhì)及其化合物性質(zhì)，明確物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)原則，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>