Question

【題目】某化學(xué)興趣小組設(shè)計實驗，用濃硫酸與銅反應(yīng)制得SO2并進行相關(guān)實驗探究。

（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________，裝置B的作用是____________。

（2）設(shè)計裝置D的目的是驗證SO2的_____________性，E中NaOH全部轉(zhuǎn)化為NaHSO3的標(biāo)志是____________。

（3）裝置C的作用是貯存多余的氣體，C中應(yīng)放置的液體是________。

（4）反應(yīng)結(jié)束時燒瓶中Cu有剩余，某同學(xué)認為H2SO4也有剩余，他設(shè)計了下列實驗方案來測定剩余H2SO4的量。經(jīng)冷卻，定量稀釋后進行下列實驗，能達到目的是________（填序號）；

a．用酸堿中和滴定法測定 b．與足量Zn反應(yīng)，測量生成H2的體積

c．用pH計測溶液pH值 d．與足量BaCl2溶液反應(yīng)，稱量生成沉淀的質(zhì)量

（5）向E瓶所得NaHSO3溶液中加入漂白粉溶液，反應(yīng)有三種可能情況：

I． HSO3-與ClO-剛好反應(yīng)完； II． 漂白粉不足； III． 漂白粉過量

同學(xué)們分別取上述混合溶液于試管中，通過下列實驗確定該反應(yīng)屬于哪一種情況，請你完成下表：

實驗序號	實驗操作	現(xiàn)象	反應(yīng)的可能情況
①	滴加少量淀粉碘化鉀溶液，振蕩		III
②	滴加少量棕紅色的KI3溶液，振蕩		II
③	滴入加少量酸性KMnO4溶液，振蕩	溶液呈紫色
④	加入幾小塊CaCO3固體	有氣泡產(chǎn)生

（6）請設(shè)計簡單實驗證明室溫下HSO3-的電離平衡常數(shù)Ka與水解平衡常教Kb的相對大小_________。

Answer 1

【答案】（1）Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；防止倒吸；

（2）還原；褪色；

（3）NaHSO3；（4）abc；

（5）①溶液變?yōu)樗{色；②溶液褪色；③Ⅰ或Ⅲ；④Ⅰ或Ⅱ；

（6）常溫下，用pH試紙（或pH計）測定NaHSO3溶液的pH，若pH＜7，則Ka＞Kb，若pH＞7，則Ka＜Kb。

【解析】

試題分析：（1）Cu與濃硫酸混合加熱，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；B裝置的錐形瓶是空的，可以防止倒吸；防止C中液體倒吸入A中（或防倒吸，或安全瓶）；（2）溴水具有氧化性，二氧化硫具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr；D中NaOH全部轉(zhuǎn)化為NaHSO3，再通入SO2，品紅溶液會褪色；故答案為：還原、溶液紅色褪去；（3）裝置C的作用是貯存多余的氣體，該裝置中盛有的溶液不能與SO2發(fā)生反應(yīng)，C中應(yīng)放置的液體是NaHSO3；（4）a．用酸堿中和滴定法測定，可以測定出溶液中含有的H+的物質(zhì)的量，進而根據(jù)電解質(zhì)化學(xué)式與離子關(guān)系計算過量的硫酸的物質(zhì)的量，正確； b．硫酸與足量Zn反應(yīng)反應(yīng)氫氣，根據(jù)測量生成H2的體積，可計算過量硫酸的物質(zhì)的量，正確；c．用pH計測溶液pH值，根據(jù)溶液的體積就可以計算硫酸的物質(zhì)的量，正確；d．過量的硫酸及反應(yīng)產(chǎn)生的硫酸銅都可以與BaCl2溶液反應(yīng)，生成硫酸鋇沉淀，所以不能稱量生成沉淀的質(zhì)量，計算過量硫酸的物質(zhì)的量，錯誤；（5）①如果漂白粉過量，發(fā)生反應(yīng)NaHSO3+Ca(ClO)2═CaSO4↓+NaCl+HClO，次氯酸氧化碘離子為碘單質(zhì)，碘遇淀粉變藍，溶液變?yōu)樗{色；②如果漂白粉過量，發(fā)生反應(yīng)4NaHSO3+ Ca(ClO)2+CaCl2═2CaSO4↓+4NaCl+2SO2↑+2H2O，SO2氧化I-使溶液褪色；③如果HSO3-與ClO-剛好反應(yīng)完，方程式為NaHSO3+ Ca(ClO)2+CaCl2═2CaSO4↓+2NaCl+2HCl，滴入加少量酸性KMnO4溶液，溶液顯紫色，說明沒有還原性物質(zhì)，反應(yīng)可能是Ⅰ或Ⅲ；④加入幾小塊CaCO3固體，生成CO2氣體，溶液顯酸性，可能是Ⅰ或Ⅱ；故答案為：①溶液變?yōu)樗{色；②溶液褪色；③Ⅰ或Ⅲ；④Ⅰ或Ⅱ；（6）HSO3-在溶液中存在電離平衡：HSO3-H++SO32-；電離使溶液顯酸性；同時也存在水解平衡：HSO3-+H2O H2SO3+OH-；水解使溶液顯堿性，若要設(shè)計簡單實驗證明室溫下HSO3-的電離平衡常數(shù)Ka與水解平衡常教Kb的相對大小，可以測定溶液的酸堿性進行判斷，方法是常溫下，用pH試紙（或pH計）測定NaHSO3溶液的pH，若pH＜7，則Ka＞Kb，若pH＞7，則Ka＜Kb。