Question

9．某化學小組在實驗室中對SO₂的性質(zhì)進行探究．回答下列問題：
（1）學生甲以Na₂SO₃粉末和濃H₂SO₄為原料制取SO₂，裝置A中儀器X的名稱是長頸漏斗；現(xiàn)欲收集一瓶干燥的SO₂，選擇圖1中的裝置，其連接順序為abcedf（或abcedbcf）（按氣流方向，用小寫字母表示）．

（2）學生乙用濃H₂SO₄和乙醇反應得到的乙烯氣體中含有SO₂、CO₂．現(xiàn)選擇圖3中的裝置，檢驗混合氣體中存在乙烯和SO₂，則裝置中盛放的試劑是A品紅溶液，BNaOH溶液，C品紅溶液，D酸性高錳酸鉀溶液．
（3）學生丙測得常溫下SO₂的飽和溶液的pH=a，用中和滴定法測得其物質(zhì)的量濃度為c．該溶液中可認為c（H⁺）≈c（HSO₃^-），根據(jù)K_al=10^-2a/（c-10^-a）近似計算H₂SO₃的一級電離常數(shù)K_a1．該法測定的H₂SO₃的K_a1與理論值相差較大，判斷K_a1實驗值比理論值偏�。ㄌ睢捌�大”或“偏小”），理由是SO₂飽和溶液中存在大量的水合SO₂分子，使測定的c值比實際H₂SO₃的濃度偏大．
（4）學生丁選擇圖3裝置將SO₂通入新制的Cu（OH）₂懸濁液中．
①實驗I：新制的Cu（OH）₂懸濁液由過量CuSO₄溶液和NaOH溶液配制．現(xiàn)象：開始析出磚紅色沉淀；一段時間后，磚紅色沉淀消失；靜置，生成少量紫紅色固體，溶液變綠色．推測開始析出的磚紅色沉淀是Cu₂O；實驗I證明SO₂具有還原性．
②實驗II：新制的Cu（OH）₂懸濁液由過量CuCl₂溶液和NaOH溶液配制．現(xiàn)象：開始析出黃色沉淀；一段時間后，黃色沉淀消失；靜置，生成大量白色沉淀，溶液變綠色．經(jīng)檢驗白色沉淀為CuCl，則由Cu（OH）₂生成CuCl的離子方程式為：2Cu（OH）₂+2Cl^-+SO₂=2CuCl↓+SO₄^2-+2H₂O．
推測實驗I和實驗II的現(xiàn)象差異與Cl^-有關(guān)而與SO₄^2-無關(guān)．請設(shè)計實驗證明上述推測是否合理，簡述操作、現(xiàn)象和有關(guān)結(jié)論先利用CuCl₂溶液和NaOH溶液配制新制的Cu（OH）₂懸濁液；過濾，用蒸餾水洗滌Cu（OH）₂固體，并檢驗是否洗滌干凈；向洗凈的Cu（OH）₂固體中加入適量蒸餾水振蕩，然后持續(xù)通入SO₂．若現(xiàn)象與實驗Ⅰ相同，則證明上述推測合理，否則不合理．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)常用儀器的名稱及用途進行分析回答；收集一瓶干燥的SO₂，則須先制取氣體，然后干燥，再收集，因為二氧化硫有毒、易溶于水，還要對尾氣進行吸收處理，為防止吸收尾氣的水進入二氧化硫集氣瓶，利用濃硫酸具有吸水性進行干燥；
（2）因二氧化碳對乙烯的檢驗無干擾，所以根據(jù)實驗的目的是檢驗乙烯和二氧化硫，需要先檢驗乙烯中含有二氧化硫，然后除去雜質(zhì)二氧化硫，再檢驗乙烯；
（3）二氧化硫和水反應為可逆反應，SO₂飽和溶液中存在大量的水合SO₂分子，使測定的c值比實際H₂SO₃的濃度偏大；
（4）①二氧化硫具有還原性，新制的氫氧化銅具有弱氧化性，磚紅色沉淀是被還原的產(chǎn)物Cu₂O；
②白色沉淀為CuCl，新制的氫氧化銅具有弱氧化性，氧化二氧化硫為硫酸根離子，根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒書寫離子方程式；綜合實驗I、實驗II，推測實驗I和實驗II的現(xiàn)象差異與Cl^-有關(guān)而與SO₄^2-無關(guān)，不用含硫酸根離子的鹽配制氫氧化銅，然后進行對照試驗．

解答 解：（1）裝置A中儀器X具有長頸球形特征，是長頸漏斗，現(xiàn)欲收集一瓶干燥的SO₂，裝置的導管按氣流方向連接的順序是：裝置A制取二氧化硫，a通過導管b把二氧化硫?qū)�入試劑瓶中進行干燥，通過c 導管導出后，通過e導管導入集氣瓶中收集，為了防止二氧化硫逸出擴散到空氣中污染環(huán)境，應該把d導管連接到e導管上，為防止通過D吸收逸出的二氧化硫的水逸到C中，把d導管連接到b把二氧化硫?qū)�入試劑瓶中進行干燥，通過c 導管導出后，連接f；
故答案為：長頸漏斗；abcedf（或abcedbcf）；
（2）檢驗二氧化硫用品紅溶液，檢驗乙烯用酸性高錳酸鉀溶液，乙烯和二氧化硫都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，所以先檢驗二氧化硫，然后檢驗乙烯，同在檢驗乙烯之前用NaOH溶液除盡SO₂，再通過品紅溶液不褪色確認SO₂已除干凈，最后用酸性高錳酸鉀溶液檢驗乙烯，因裝置A用來檢驗SO₂，試管中品紅溶液褪色，說明含有SO₂，裝置B試管裝有NaOH溶液除去SO₂，裝置C試管通過品紅溶液不褪色確認SO₂已除干凈，裝置D通過酸性高錳酸鉀溶液褪色檢驗乙烯，
故答案為：品紅溶液；NaOH溶液； 品紅溶液；酸性高錳酸鉀溶液；
（3）二氧化硫和水反應SO₂+H₂O?H₂SO₃，因該反應為可逆反應，SO₂飽和溶液中存在大量的水合SO₂分子，該法測定的H₂SO₃的K_a1與理論值比較，使測定的c值比實際H₂SO₃的濃度偏大，K_a1實驗值比理論值偏小，
故答案為：偏�。籗O₂飽和溶液中存在大量的水合SO₂分子，使測定的c值比實際H₂SO₃的濃度偏大；
（4）①新制的Cu（OH）₂懸濁液由過量CuSO₄溶液和NaOH溶液配制，開始析出磚紅色沉淀為Cu₂O，Cu（OH）₂中+2價的銅被還原成+1價的銅，說明二氧化硫具有還原性，
故答案為：Cu₂O；還原性；
②實驗II：新制的Cu（OH）₂懸濁液由過量CuCl₂溶液和NaOH溶液配制，析出白色沉淀為CuCl，新制的氫氧化銅氧化二氧化硫為硫酸根離子，根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒，離子方程式為：2Cu（OH）₂+2Cl^-+SO₂=2CuCl↓+SO₄^2-+2H₂O，綜合實驗I、實驗II，推測實驗I和實驗II的現(xiàn)象差異與Cl^-有關(guān)而與SO₄^2-無關(guān)，先利用CuCl₂溶液和NaOH溶液配制新制的Cu（OH）₂懸濁液；過濾，用蒸餾水洗滌Cu（OH）₂固體，并檢驗是否洗滌干凈；向洗凈的Cu（OH）₂固體中加入適量蒸餾水振蕩，然后持續(xù)通入SO₂．若現(xiàn)象與實驗Ⅰ相同，則證明上述推測合理，否則不合理，
故答案為：2Cu（OH）₂+2Cl^-+SO₂=2CuCl↓+SO₄^2-+2H₂O；先利用CuCl₂溶液和NaOH溶液配制新制的Cu（OH）₂懸濁液；過濾，用蒸餾水洗滌Cu（OH）₂固體，并檢驗是否洗滌干凈；向洗凈的Cu（OH）₂固體中加入適量蒸餾水振蕩，然后持續(xù)通入SO₂．若現(xiàn)象與實驗Ⅰ相同，則證明上述推測合理，否則不合理．

點評 本題考查了SO₂的性質(zhì)探究實驗，涉及二氧化硫的還原性、漂白性、氧化還原反應原理、乙烯的性質(zhì)、實驗方案的設(shè)計等知識，注意當有多種產(chǎn)物需檢驗時，應考慮先后順序，題目難度中等．