Question

11．某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖裝置，探究生鐵與少置濃硫酸反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物．
（1）該實(shí)驗(yàn)的操作依次是CAB   （填序號）．
A．加熱a試管直到b中澄淸石灰水變渾濁，熄滅酒精燈
B．將生鐵絲上提離開液面
C．連接好裝置，檢驗(yàn)氣密性，加人試劑
（2）b中的澄清石灰水變渾濁，甲同學(xué)認(rèn)為產(chǎn)生的肯定是SO₂氣體，你是否同意不同意（填“同意”或“不同意）理由是．
（3）乙同學(xué)認(rèn)為該反應(yīng)過程中產(chǎn)生SO₂、CO₂、H₂三種氣體，請用如圖所列各裝置設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)，來驗(yàn)證所產(chǎn)生的氣體．（圖中加熱裝置、夾持儀器省略，除裝置⑤外，其他裝置試劑均為足量）

A	B	C	D	E

①裝置的連接順序（按產(chǎn)物氣流從左至右的方向→E→A→C→D→B（填裝置的編號）
②證明生成的氣體中存在SO₂的現(xiàn)象是裝置①中溶液紫紅色變淺說明生成SO₂，相應(yīng)的離子方程式為5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺
（4）用2L0.3mol•L^-1的NaOH溶液吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下的11.2L的SO₂氣體生成的Na₂SO₃和NaHSO₃的物質(zhì)的量之比為1：4
（5）已知常溫下H₂SO₃的電離平衡常數(shù)為：K_a1=10×10^-1.9   K_a2=10^-7.2計(jì)算0.1mol•L^-1NaSO₃溶液的pH
值10.1（忽略SO₃^2-的二級水解）

Answer 1

分析 （1）探究生鐵與少置濃硫酸反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物，連接好裝置，檢驗(yàn)氣密性，加人試劑，加熱a試管直到b中澄淸石灰水變渾濁，熄滅酒精燈，將生鐵絲上提離開液面；
（2）b中的澄清石灰水變渾濁，甲同學(xué)認(rèn)為產(chǎn)生的不一定是SO₂氣體，可能是生鐵中碳和濃硫酸反應(yīng)生成了二氧化碳；
（3）①利用E裝置進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過程中產(chǎn)生SO₂、CO₂、H₂三種氣體，通過裝置A中高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)二氧化硫存在和除去二氧化硫，其中品紅溶液是檢驗(yàn)二氧化硫是否除凈，通過裝置C中澄清石灰水檢驗(yàn)和除去二氧化碳?xì)怏w，通過裝置D中濃硫酸干燥氣體，通過裝置B檢驗(yàn)氫氣的存在；
②證明生成的氣體中存在SO₂的現(xiàn)象是高錳酸鉀溶液變淺，二氧化硫具有還原性能還原酸性高錳酸鉀；
（4）用2L0.3mol•L^-1的NaOH溶液吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下的11.2L的SO₂氣體生成的Na₂SO₃和NaHSO₃的物質(zhì)的量為x、y，結(jié)合元素守恒列式計(jì)算；
（5）忽略SO₃^2-的二級水解，SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，水解平衡常數(shù)Kh=$\frac{c（HS{{O}_{3}}^{-}）c（O{H}^{-}）}{c（S{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{c（HS{{O}_{3}}^{-}）c（O{H}^{-}）}{c（S{{O}_{3}}^{2-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{K{a}_{2}}$，據(jù)此計(jì)算；

解答 解：（1）探究生鐵與少置濃硫酸反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物，連接好裝置，檢驗(yàn)氣密性，加人試劑，加熱a試管直到b中澄淸石灰水變渾濁，熄滅酒精燈，將生鐵絲上提離開液面，該實(shí)驗(yàn)的操作依次是CAB，
故答案為：CAB；
（2）生鐵中碳和濃硫酸加熱反應(yīng)生成了二氧化碳也可以使澄清石灰水變渾濁，b中的澄清石灰水變渾濁，不一定是二氧化硫，
故答案為：不同意；生鐵中的碳與濃硫酸加熱會生成CO₂，CO₂也能使澄清石灰水變渾濁；
（3）①利用E裝置進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過程中產(chǎn)生SO₂、CO₂、H₂三種氣體，通過裝置A中高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)二氧化硫存在和除去二氧化硫，其中品紅溶液是檢驗(yàn)二氧化硫是否除凈，通過裝置C中澄清石灰水檢驗(yàn)和除去二氧化碳?xì)怏w，通過裝置D中濃硫酸干燥氣體，通過裝置B檢驗(yàn)氫氣的存在，裝置的連接順序是EACDB，
故答案為：EACDB；
②證明生成的氣體中存在SO₂的現(xiàn)象是：裝置①中溶液紫紅色變淺說明生成SO₂ ，相應(yīng)的離子方程式為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，
故答案為：裝置①中溶液紫紅色變淺說明生成SO₂；5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；
（4）用2L0.3mol•L^-1的NaOH溶液吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下的11.2L的SO₂氣體生成的Na₂SO₃和NaHSO₃的物質(zhì)的量為x、y，氫氧化鈉物質(zhì)的量=2L×0.3mol•L^-1=0.6mol，n（SO₂）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，
鈉元素守恒：2x+y=0.6
硫元素守恒：x+y=0.5
x=0.1mol，
y=0.4mol，
生成的Na₂SO₃和NaHSO₃的物質(zhì)的量之比=0.1：0.4=1：4，
故答案為：1：4；
（5）忽略SO₃^2-的二級水解，SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，水解平衡常數(shù)Kh=$\frac{c（HS{{O}_{3}}^{-}）c（O{H}^{-}）}{c（S{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{c（HS{{O}_{3}}^{-}）c（O{H}^{-}）}{c（S{{O}_{3}}^{2-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{K{a}_{2}}$，
c²（OH^-）=$\frac{Kw}{K{a}_{2}}$×0.1mol/L=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-7.2}}$×01mol/L，
c（OH^-）=10^-3.9mol/L
c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-3.9}}$=10^-10.1，
PH=10.1，
故答案為：10.1；

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)組成、物質(zhì)含量測定、反應(yīng)產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和裝置連接順序，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．