题目

题型：不详难度：来源：

实验室用浓硫酸与铜的反应制取少量NaHSO₃，实验装置如图所示：

（1）装置乙的作用是_____________________。
（2）装置丁的作用是吸收污染空气的SO₂气体，其反应的离子方程为                      。
（3） SO₂ 气体有漂白性、还原性和氧化性。将SO₂ 通入氯水中，SO₂表现的是________性，化学反应方程式为                             。
（4）反应过程中，将丙中滴管里的品红溶液滴入锥形瓶，若现象为                    ，则溶液中的NaOH完全转化为了NaHSO₃。
（5）若丙中没有加入品红溶液，则不能准确判断氢氧化钠是否完全转化。现有可供选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管； 2 mol/L盐酸、2 mol/L硝酸、1 mol/L氯化钡溶液、l mol/L氢氧化钡溶液、品红溶液、蒸馏水。
请设计实验探究吸收后产物中是否存在NaHSO₃ 和Na₂SO₃，将实验操作、预期的实验现象和结论填在下表中。

实验操作	预期现象与结论
步骤1：取少量待测液放入试管中，滴加过量lmol/L氯化钡溶液。静置一段时间后，得到滤液A和固体B。
步骤2：往固体B中加入蒸馏水洗涤沉淀，静置后弃去上层清液，向固体滴入2滴（或少量）品红，再	若品红褪色（或有气泡），则
步骤3：	若                                    则                                 ； 否则                                 。

 

答案

（17分）
（1）（2分）防止丙中液体倒吸入装置甲中（或缓冲瓶的作用）　　
（2）（3分） 5SO₂＋2MnO₄^－＋2H₂O=5SO₄^2－＋2Mn²⁺＋4H⁺
（3）3分）还原性（1分）  SO₂＋Cl₂＋2H₂O=H₂SO₄＋2HCl（2分）
（4）（2分）品红溶液褪色
（5）（7分）

实验操作	预期现象与结论
步骤2：再滴入过量2mol/L盐酸（1分），振荡（1分）	产物中存在Na2SO3（1分）
步骤3：用试管取适量滤液A（1分），向其中 加入过量lmol/L氢氧化钡溶液（或滴入2滴品红，再滴入过量2mol/L盐酸。），振荡（1分）	若出现浑浊（或红色褪去），则产物中存在NaHSO3（1分）；否则不存在NaHSO3（1分）。

 
评分说明：
（1）文字中只要写出加有着重号的文字、化学式或类似的意思，该评分点给分；
（2）用品红检验SO₃^2－或HSO₃^－时：①如果先加盐酸、后加品红，SO₂量少且挥发一部分，可能会出现品红不褪色而误判，这种情况两处合起来扣1分；②如果不加品红、只滴盐酸，两处合起来扣1分。

解析

试题分析：（1）读图可知，装置甲中Cu+2H₂SO₄(浓)CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，SO₂不仅易溶于水，而且易溶于装置丙中的NaOH溶液，因此丙中溶液易倒吸进入甲装置内的浓硫酸中，易造成安全事故，所以装置乙的作用就是防止丙中液体倒吸入装置甲中（或起缓冲瓶或安全瓶的作用）；（2）丁装置中KMnO₄作强氧化剂，SO₂作还原剂，锰元素由+7价降为+2价，硫元素由+4价升为+6价，根据化合价升降总数相等、原子个数守恒可知，2KMnO₄+5SO₂+2H₂O=2MnSO₄+K₂SO₄+2H₂SO₄，或者5SO₂＋2MnO₄^－＋2H₂O=5SO₄^2－＋2Mn²⁺＋4H⁺；（3）氯水是强氧化剂，可以将SO₂氧化为SO₄^2－，即SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，则SO₂是还原剂，显还原性；（4）若SO₂不足，丙中反应为SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；若SO₂过量，丙中先发生的反应为SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，后发生的反应为Na₂SO₃+H₂O+SO₂=2NaHSO₃，由此推断丙中SO₂过量，则滴入品红溶液会褪色，因为二氧化硫具有漂白性；（5）Na₂SO₃与BaCl₂易反应生成BaSO₃沉淀，而NaHSO₃与BaCl₂不能反应；BaSO₃易溶于盐酸，并放出能使品红溶液褪色的SO₂气体，因此步骤2中先向洗涤后的固体滴入2滴或少量品红溶液，再滴入过量2mol/L盐酸，振荡，若固体完全溶解，品红褪色或有气泡，则装置丙的产物中含有Na₂SO₃；由于可溶性的NaHSO₃易与Ba(OH)₂反应生成BaSO₃沉淀，或者NaHSO₃易与盐酸反应放出能使品红溶液褪色的SO₂气体，故步骤3中可用试管取适量滤液A，向其中加入过量lmol/L氢氧化钡溶液（或滴入2滴品红，再滴入过量2mol/L盐酸），振荡，若出现浑浊（或红色褪去），则装置丙的产物中存在NaHSO₃；否则不存在NaHSO₃。