Question

5．為研究亞氯酸鈉（NaClO₂）吸收SO₂的利用率，某課外小組設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)（加熱和夾持裝置略去）．

（1）甲裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）當(dāng)觀察到丙裝置中溶液顏色變淺時(shí)（填現(xiàn)象），停止實(shí)驗(yàn)．
（3）探究亞氯酸鈉與SO₂的反應(yīng)．
①假設(shè)SO₂被完全反應(yīng)，檢驗(yàn)乙裝置中生成的SO₄^2-和C1^-，應(yīng)選用的試劑是ade．（酸性條件下ClO₂^-不干擾檢驗(yàn)）．
a．稀硝酸  b．稀鹽酸  c．BaCl₂溶液d．Ba（NO₃）₂溶液  e．AgNO₃溶液
②完成乙裝置中反應(yīng)的離子方程式：□SO₂+□ClO${\;}_{2}^{-}$+□H₂O═□SO^2-+□Cl^-+□□
（4）測(cè)定亞氯酸鈉的利用率．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
ⅰ將乙裝置中溶液取出，加入過量KI晶體，再滴入適量稀硫酸，充分反應(yīng)（ClO₂^-+4I^-+4H⁺=2H₂O+2I₂+C1^-）．
ⅱ將步驟ⅰ所得溶液稀釋至100.00mL，取25.00mL于錐形瓶中，滴入1～2滴淀粉溶液，用0.500mol•L^-1Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液滴定（I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）．重復(fù)進(jìn)行3次滴定，得Na₂S₂O₃溶液體積的平均值為20.00mL．
①步驟ⅱ中將溶液稀釋至100.00mL，需要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管．
②該實(shí)驗(yàn)NaClO₂的利用率為90.0%．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，課外小組同學(xué)經(jīng)討論認(rèn)為：增大SO₂的溶解量，有利于提高NaClO₂的利用率．增大SO₂的溶解量的措施有適當(dāng)降低溫度（其他合理答案也可）（填一種）．

Answer 1

分析 （1）濃硫酸與Cu加熱時(shí)反應(yīng)，生成硫酸銅二氧化硫和水；
（2）丙裝置是尾氣二氧化硫吸收裝置，二氧化硫具有還原性，能夠被酸性高錳酸鉀氧化，高錳酸鉀溶液顏色變淺；
（3）①NaClO₂溶液顯堿性，檢驗(yàn)SO₄^2-和C1^-，應(yīng)先用硝酸酸化，再加入鋇離子和銀離子，注意不能帶人氯離子；
②據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平化學(xué)方程式；
（4）①將溶液稀釋至100.00mL，需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、100mL的容量瓶和膠頭滴管；
②50mL2mol/L的NaClO₂溶液中含有n（NaClO₂）=0.05L×2mol/L=0.1mol，據(jù)滴定結(jié)果和方程式計(jì)算剩余NaClO₂的物質(zhì)的量，計(jì)算NaClO₂的利用率；
（5）氣體的溶解度隨溫度的升高而減小，降溫可以增大二氧化硫的溶解度．

解答 解：（1）濃硫酸與Cu加熱時(shí)反應(yīng)，生成硫酸銅二氧化硫和水，化學(xué)方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）高錳酸鉀溶液顏色變淺，說明乙裝置中不再吸收二氧化硫，可以停止試驗(yàn)，故答案為：溶液顏色變淺；
（3）①檢驗(yàn)SO₄^2-和C1^-，應(yīng)先用硝酸酸化，再加入鋇離子和銀離子，不能用鹽酸酸化，不能用氯化鋇檢驗(yàn)硫酸根，因?yàn)槟軌蛞�入氯離子，選用硝酸鋇和硝酸銀，檢驗(yàn)硫酸根和氯離子，故答案為：ade；
②在ClO₂^-中Cl為+3價(jià)，反應(yīng)后為-1價(jià)，1molClO₂^-得4mol電子，SO₂中S為+4價(jià)，反應(yīng)后為+6價(jià)，1molSO₂失2mol電子，所以ClO₂^-與SO₂的物質(zhì)的量之比為1：2，再據(jù)原子守恒配平離子方程式為2SO₂+ClO₂^-+2H₂O═2SO^2-+Cl^-+4H⁺，故答案為：2、1、2、2、1、4H⁺；
（4）①將溶液稀釋至100.00mL，需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、100mL的容量瓶和膠頭滴管，故答案為：100 mL容量瓶；膠頭滴管；
②據(jù)滴定結(jié)果，反應(yīng)ClO₂^-+4I^-+4H⁺=2H₂O+2I₂+C1^-生成I₂的物質(zhì)的量為0.500mol/L×0.020L÷2×4=0.02mol，感覺反應(yīng)方程式ClO₂^-+4I^-+4H⁺=2H₂O+2I₂+C1^-可知，沒有參加2SO₂+ClO${\;}_{2}^{-}$+2H₂O═2SO^2-+Cl^-+4H⁺反應(yīng)的ClO${\;}_{2}^{-}$為0.01mol，反應(yīng)了0.09mol，50mL2mol/L的NaClO₂溶液中含有n（NaClO₂）=0.05L×2mol/L=0.1mol，NaClO₂的利用率為$\frac{0.09mol}{0.1mol}$×100%=90.0%，故答案為：90.0%；
（5）氣體的溶解度隨溫度的升高而減小，降溫可以增大二氧化硫的溶解度，故答案為：適當(dāng)降低溫度（其他合理答案也可）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)方程式書寫、離子檢驗(yàn)、氧化還原反應(yīng)方程式配平、滴定試驗(yàn)、氧化還原反應(yīng)的計(jì)算、氣體的溶解度，題目難度較大．