Question

如圖是某研究性學習小組設計的SO₂與Na₂O₂反應的探究裝置．

（1）實驗開始時，打開旋塞K，通入N₂排盡整套裝置中的空氣，關閉旋塞K．點燃酒精燈，A中反應的化學方程式是

 

．
（2）B裝置的作用是

 

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（3）反應過程中，觀察到：A中出現(xiàn)黑色不溶物；C中固體由淡黃色逐漸至完全轉化為白色；若將帶火星木條伸入D試管口內，火星顯得更明亮．
①停止加熱后，再通入N₂至整套裝置冷卻，其目的是

 

．
②取少量C中白色固體，溶于蒸餾水得無色溶液W．若向W中滴加幾滴酸性KMnO₄溶液，振蕩，紫色褪去；若向W中加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，出現(xiàn)大量白色沉淀；則說明C中白色固體有

 

．
③D裝置中發(fā)生反應的離子方程式是

 

．
④過濾出A裝置中的黑色不溶物，洗滌后將其溶于濃硝酸，得到藍色溶液并產生紅棕色氣體；向藍色溶液中滴加BaCl₂溶液，產生白色沉淀；則黑色物質可能是

 

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a．Cu        b．  CuO          c．CuS            d．Cu₂S．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計,二氧化硫的化學性質,鈉的重要化合物

專題：實驗設計題

分析：（1）銅與濃硫酸在加熱條件下反應生成硫酸銅、二氧化硫氣體和水，據(jù)此寫出反應的化學方程式；
（2）裝置B中盛放的是濃硫酸，濃硫酸為干燥劑，可以干燥二氧化硫，且通過觀察濃硫酸中氣泡，可以判斷氣體生成情況；
（3）①利用氮氣排除裝置中二氧化硫，避免污染環(huán)境；
②酸性高錳酸鉀溶液褪色，證明產物中有亞硫酸鈉；加入鹽酸酸化的氯化鋇生成沉淀，則證明產物中含有硫酸鈉；
③D為尾氣吸收裝置，二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應生成亞硫酸鈉和水；
④根據(jù)“產生紅棕色氣體、向藍色溶液中滴加BaCl₂溶液，產生白色沉淀”判斷黑色物質中含有的元素．

解答： 解：（1）濃硫酸和銅屑在加熱條件下制備二氧化硫，化學方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）濃硫酸可以除去氣體中摻雜的水蒸氣，并且觀察氣體生成狀況，所以B裝置的作用觀察氣體通量、干燥二氧化硫氣體，
故答案為：觀察氣體通量、干燥；
（3）①氮氣不與過氧化鈉反應，二氧化硫有毒，利用氮氣可以將裝置中二氧化硫排出，防止二氧化硫造成污染，
故答案為：防止造成污染；
②溶解得無色溶液W中加入酸性KMnO₄溶液，紫色褪去，說明產物中有還原劑亞硫酸鈉，加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，出現(xiàn)大量白色沉淀，該白色沉淀為硫酸鋇，則說明反應產物中有硫酸鈉，即C為：Na₂SO₃、Na₂SO₄，
故答案為：Na₂SO₃、Na₂SO₄；
③D裝置盛放的是氫氧化鈉溶液，是為了除去產生的二氧化硫防止污染，氫氧化鈉與二氧化硫反應生成亞硫酸鈉和水，反應的離子方程式為：4OH^-+2SO₂+O₂=2SO₄^2-+2H₂O，
故答案為：4OH^-+2SO₂+O₂=2SO₄^2-+2H₂O；
④反應得到的黑色物質溶于硝酸且產生紅棕色氣體，即發(fā)生氧化還原反應生成NO₂，向溶于中加入BaCl₂溶液，產生白色沉淀，則有硫酸根離子，故黑色物質可能是硫化銅、硫化亞銅，所以c、d正確，
故答案為：cd．

點評：本題考查了化學實驗方案的設計，涉及二氧化硫的性質、實驗方案的設計、氧化還原反應等知識，題目難度中等，注意掌握常見元素單質及其化合物性質，明確物質性質實驗方案的設計原則，試題有利于培養(yǎng)學生的分析、理解能力及化學實驗能力．