Question

5．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）裝置A中的反應(yīng)為2KMnO₄+16HCl （濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，生成71g Cl₂轉(zhuǎn)移的電子是2mol．裝置C中生成SO₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
（2）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．
（3）打開A、C中分液漏斗的活塞，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(hào)）．
②乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的結(jié)論不合理，認(rèn)為A中生成的Cl₂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（填選項(xiàng)序號(hào)）．
a．BaCl₂溶液    b．Ba （OH）₂溶液    c．Ba （NO₃）₂溶液  d．品紅溶液
（4）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．

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）化學(xué)方程式中電子守恒計(jì)算生成71g Cl₂轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量；C中由亞硫酸和濃硫酸制備二氧化硫；
（2）有毒污染空氣，不能排放需要用氫氧化鈉吸收剩余尾氣；
（3）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(huì)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)合硫酸根離子檢驗(yàn)證明二氧化硫和氯氣發(fā)生了反應(yīng)；
（4）SO₂與Cl₂同時(shí)通入水中反應(yīng)生成鹽酸和硫酸．

解答 解：（1）裝置A中的反應(yīng)為2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，反應(yīng)中的氧化劑是KMnO₄，生成氯氣5mol×71g/mol=355g，電子轉(zhuǎn)移10mol，則生成71g Cl₂轉(zhuǎn)移的電子是2mol；C中反應(yīng)為：Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
故答案為：2；Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）氯氣、二氧化硫有毒污染空氣，不能排放需要用氫氧化鈉吸收剩余尾氣，裝置B中蘸有NaOH溶液的棉花的作用是吸收尾氣處理，防止污染空氣；
故答案為：尾氣處理，防止污染空氣；
（3）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，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^-；
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(huì)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)合硫酸根離子檢驗(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(huì)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；
故答案為：a；
（4）SO₂與Cl₂同時(shí)通入水中反應(yīng)為：SO₂+Cl₂+2H₂O═2HCl+H₂SO₄；
故答案為：SO₂+Cl₂+2H₂O═2HCl+H₂SO₄．

點(diǎn)評(píng) 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．