Question

20．某實(shí)驗(yàn)小組欲探究SO₂和Cl₂能否發(fā)生反應(yīng)，設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（1）圖中儀器a的名稱：分液漏斗．
（2）裝置A中的反應(yīng)為2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，反應(yīng)中濃鹽酸作用是還原性和酸性．
（3）裝置B中蘸有NaOH溶液的棉花的作用是尾氣處理，防止污染空氣．
（4）打開A、C的裝置a的活塞，一段時(shí)間后關(guān)閉活塞．待反應(yīng)完全后，小組同學(xué)又繼續(xù)如下實(shí)驗(yàn)．
①甲同學(xué)取適量B中溶液于試管中，向其中滴加少量AgNO₃溶液，有白色沉淀生成．甲同學(xué)由此認(rèn)為SO₂和Cl₂發(fā)生了反應(yīng)，理由是該反應(yīng)中生成了Cl^-（填離子符號）．
②乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的結(jié)論不合理，認(rèn)為ACl₂中混有雜質(zhì)，應(yīng)該在裝置A、B間增加一個(gè)洗氣瓶，然后再按甲同學(xué)的方法即可得到正確結(jié)論．
乙同學(xué)認(rèn)為Cl₂中混有的雜質(zhì)是HCl，洗氣瓶中盛有試劑的名稱是飽和食鹽水．
③丙同學(xué)則認(rèn)為甲、乙兩位同學(xué)的結(jié)論均不合理．丙同學(xué)取適量B中溶液于試管中，向其中滴加少量溶液X，有白色沉淀生成，則可得出結(jié)論，即SO₂與Cl₂同時(shí)通入水中，可以發(fā)生反應(yīng)．溶液X是a（填選順序號）．
a．BaCl₂溶液
b．Ba（OH）₂溶液
c．酸性KMnO₄溶液
d．品紅溶液
SO₂與Cl₂同時(shí)通入水中反應(yīng)的離子方程式是SO₂+Cl₂+2H₂O═2HCl+H₂SO₄．
（5）硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）可替代NaOH溶液吸收氯氣，已知25.0mL0.1mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液恰好把標(biāo)準(zhǔn)狀況下224mLCl₂完全轉(zhuǎn)化為Cl^-時(shí)，S₂O₃^2-轉(zhuǎn)化成d（填選項(xiàng)）．
a．S^2-b．Sc．SO₃^2-d．SO₄^2-．

Answer 1

分析 裝置圖分析可知裝置A是制備氯氣的發(fā)生裝置，裝置C是制備二氧化硫的發(fā)生裝置，氯氣和二氧化硫通入裝置B中的水，是否發(fā)生反應(yīng)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析驗(yàn)證，實(shí)質(zhì)是二氧化硫和氯氣在水中反應(yīng)生成硫酸和氯化氫，注意氯氣中的雜質(zhì)氣體分析和除雜，
（1）儀器a為分液漏斗；
（2）反應(yīng)中濃鹽酸一部分失電子做還原劑，一部分未變價(jià)；
（3）氯氣有毒污染空氣，不能排放需要用氫氧化鈉吸收剩余氯氣；
（4）①二氧化硫和氯氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成了氯化氫，氯離子遇到銀離子生成白色沉淀；
②制備氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，氯化氫進(jìn)入B中溶于水也會生成氯離子，需要在AB間增加一個(gè)洗氣瓶，用飽和食鹽水除去；
③二氧化硫被氯氣氧化為硫酸，結(jié)合磷酸根離子檢驗(yàn)證明二氧化硫和氯氣發(fā)生了反應(yīng)；
（5）在氧化還原反應(yīng)中，化合價(jià)降低總數(shù)=化合價(jià)升高總數(shù)=轉(zhuǎn)移電子數(shù)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等確定生成物．

解答 解：（1）儀器a為分液漏斗，故答案為：分液漏斗；
（2）反應(yīng)中濃鹽酸一部分失電子化合價(jià)升高做還原劑，一部分未變價(jià)顯酸性做酸；
故答案為：還原性和酸性；
（3）氯氣有毒污染空氣，不能排放需要用氫氧化鈉吸收剩余氯氣，裝置B中蘸有NaOH溶液的棉花的作用是吸收氯氣尾氣處理，防止污染空氣，
故答案為：尾氣處理，防止污染空氣；
（4）二氧化硫和氯氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成了氯化氫，氯離子遇到銀離子生成白色沉淀，向其中滴加少量AgNO₃溶液，有白色沉淀生成．甲同學(xué)由此認(rèn)為SO₂和Cl₂發(fā)生了反應(yīng)的依據(jù)是氯氣被還原為氯離子，
故答案為：Cl^-；
制備氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，氯化氫進(jìn)入B中溶于水也會生成氯離子，乙同學(xué)認(rèn)為Cl₂中混有的雜質(zhì)是HCl，需要在AB間增加一個(gè)洗氣瓶，用飽和食鹽水除去，
故答案為：HCl，飽和食鹽水；
③二氧化硫被氯氣氧化為硫酸，結(jié)合磷酸根離子檢驗(yàn)證明二氧化硫和氯氣發(fā)生了反應(yīng)，丙同學(xué)取適量B中溶液于試管中，向其中滴加少量溶液X含鋇離子，且不能和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)，選項(xiàng)中
a、氯化鋇溶液可以檢驗(yàn)硫酸根離子存在，證明二氧化硫和氯氣發(fā)生了反應(yīng)，故a正確；
b、氫氧化鋇和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鋇沉淀，不能說明二氧化硫和氯氣發(fā)生反應(yīng)，故b錯(cuò)誤；
c、硝酸鋇溶液中存在硝酸根離子，二氧化硫在溶液中被氧化為硫酸，也會生成硫酸鋇沉淀，不能說明二氧化硫和氯氣反應(yīng)，故c錯(cuò)誤；
d、氯氣和二氧化硫按照1：1通入品紅溶液反應(yīng)，品紅溶液不褪色，不能說明二氧化硫和氯氣發(fā)生反應(yīng)，故d錯(cuò)誤；
SO₂與Cl₂同時(shí)通入水中反應(yīng)的化學(xué)方程式是：SO₂+Cl₂+2H₂O═2HCl+H₂SO₄
故答案為：a；SO₂+Cl₂+2H₂O═2HCl+H₂SO₄；
（5）n（Na₂S₂O₃）=0.1mol/L×0.025L=0.0025mol，氯氣的物質(zhì)的量=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，二者完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子相等，設(shè)硫代硫酸根離子被氧化后硫元素的化合價(jià)為x，0.01mol×2×（1-0）=0.0025mol×2×（x-2），4=x-2，x=+6，所以硫代硫酸根離子轉(zhuǎn)化為硫酸根離子，故選d；故答案為：d．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究，物質(zhì)性質(zhì)、反應(yīng)過程分析、離子檢驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．