Question

11．某化學興趣小組設計如圖1實驗方案制備SO₂并進行相關實驗探究．

（l）盛裝亞硫酸鈣的儀器名稱是圓底燒瓶，裝置A中反應的化學方程式為CaSO₃+2HCl=CaCl₂+SO₂↑+H₂O．
（2）設計裝置C的目的是驗證SO₂的還原性，裝置C中發(fā)生反應的離子方程式為Br₂+SO₂+2H₂O=2Br^-+SO₄^2-+4H⁺．
（3）選用圖2的裝置和藥品探究亞硫酸與次抓酸的酸性強弱裝置的連接順序為A、F、E、H、GI，其中裝置F的作用是除去HCl，通過G中品紅不褪色，I中出現(xiàn)白色沉淀（填現(xiàn)象），即可證明亞硫酸的酸性強于次氯酸．
（4）裝置D中NaOH全部轉化為NaHSO₃的標志是溶液由紅色變?yōu)闊o色．請設計簡單實驗測定室溫下HSO₃^-的電離平衡常數(shù)K_a與水解平衡常數(shù)K_b的相對大�。撼�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．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)儀器構造可知；鹽酸與亞硫酸鈣反應生成氯化鈣、二氧化硫與水；
（2）溴水具有氧化性，氧化二氧化硫，生成HBr和硫酸；
（3）次氯酸具有強氧化性、二氧化硫具有還原性，不能利用二氧化硫與次氯酸鈣直接反應判斷亞硫酸與次氯酸的酸性強弱，先驗證亞硫酸酸性比碳酸強，再結合碳酸酸性比HClO強堿性判斷．A裝置制備二氧化硫，由于鹽酸易揮發(fā)，制備的二氧化硫中混有HCl，用飽和的亞硫酸氫鈉除去HCl，再通過碳酸氫鈉溶液，可以驗證亞硫酸酸性比碳酸強，用酸性高錳酸鉀溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫，用品紅溶液檢驗二氧化碳中二氧化硫是否除盡，再通入I中；
（4）裝置D中NaOH全部轉化為NaHSO₃時堿性降低；根據(jù)電離顯酸性，水解顯堿性，則測定pH即可．

解答 解：（1）盛裝亞硫酸鈣的儀器名稱是圓底燒瓶；鹽酸與亞硫酸鈣反應生成氯化鈣、二氧化硫與水，反應方程式為：CaSO₃+2HCl=CaCl₂+SO₂↑+H₂O；
故答案為：圓底燒瓶；CaSO₃+2HCl=CaCl₂+SO₂↑+H₂O；
（2）溴水具有氧化性，驗證二氧化硫的還原性，發(fā)生氧化還原反應生成HBr和硫酸，離子方程式為：Br₂+SO₂+2H₂O=2Br^-+SO₄^2-+4H⁺；
故答案為：還原；Br₂+SO₂+2H₂O=2Br^-+SO₄^2-+4H⁺；
（3）次氯酸具有強氧化性、二氧化硫具有還原性，不能利用二氧化硫與次氯酸鈣直接反應判斷亞硫酸與次氯酸的酸性強弱，先驗證亞硫酸酸性比碳酸強，再結合碳酸酸性比HClO強堿性判斷．A裝置制備二氧化硫，由于鹽酸易揮發(fā)，制備的二氧化硫中混有HCl，用飽和的亞硫酸氫鈉除去HCl，再通過碳酸氫鈉溶液，可以驗證亞硫酸酸性比碳酸強，用酸性高錳酸鉀溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫，用品紅溶液檢驗二氧化碳中二氧化硫是否除盡，再通入I中，則：
裝置連接順序為A、F、E、H、G、I，其中裝置F的作用是除去HCl氣體，G中品紅不褪色，I中出現(xiàn)白色沉淀，可證明亞硫酸的酸性強于次氯酸；
故答案為：E；G；除去HCl；G中品紅不褪色，I中出現(xiàn)白色沉淀；
（4）裝置D中NaOH全部轉化為NaHSO₃時堿性降低，裝置D中NaOH全部轉化為NaHSO₃的標志是溶液由紅色變?yōu)闊o色，電離顯酸性，水解顯堿性，則測定pH即可，則設計實驗為常溫下，用pH試紙（或pH計）測定NaHS0₃溶液的pH，若pH＜7，則Ka＞Kb，若pH＞7，則Ka＜Kb；
故答案為：溶液由紅色變?yōu)闊o色；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．

點評 本題考查氣體制備與性質實驗、物質含量測定實驗，涉及裝置分析與評價、實驗方案設計、儀器使用、化學計算等，關鍵是明確實驗原理，較好的考查學生實驗綜合能力與知識遷移應用，難度中等．