Question

12．某化學興趣小組設計實驗，用濃硫酸與銅的反應制取SO₂并進行相關實驗探究，同時獲得少量NaHSO₃，實驗裝置如圖所示：
（1）裝置甲中發(fā)生反應的化學方程式是Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，裝置乙的作用是防止丙中液體倒吸入裝置甲中（或緩沖瓶的作用）．
（2）裝置丁的作用是吸收污染空氣的SO₂氣體，其反應的離子方程為5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺．
（3）SO₂氣體有漂白性、還原性和氧化性．將SO₂通入溴水中，SO₂表現的是還原性，化學反應方程式為SO₂+Br₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl．
（4）反應過程中，將丙中滴管里的品紅溶液滴入錐形瓶，若現象為品紅溶液褪色，則溶液中的NaOH完全轉化為了NaHSO₃．
（5）若丙中沒有加入品紅溶液，則不能準確判斷氫氧化鈉是否完全轉化．現有可供選擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、膠頭滴管； 2mol/L鹽酸、2mol/L硝酸、1mol/L氯化鋇溶液、l mol/L氫氧化鋇溶液、品紅溶液、蒸餾水．請設計實驗探究吸收后產物中是否存在NaHSO₃和Na₂SO₃，將實驗操作、預期的實驗現象和結論填在下表中．

實驗操作	預期現象與結論
步驟1：取少量待測液放入試管中，滴加過量lmol/L氯化鋇溶液．靜置一段時間后，得到濾液A和固體B．
步驟2：往固體B中加入蒸餾水洗滌沉淀，靜置后棄去上層清液，向固體滴入2滴（或少量）品紅，再滴加鹽酸．	若品紅褪色（或有氣泡），則說明含有Na2SO3．
步驟3：用試管取少量A，向其中加入過量的氫氧化鋇溶液或先加入品紅再加入鹽酸．	若若生成白色沉淀或品紅褪色，則說明有NaHSO3生成； 否則不存在NaHSO3．

Answer 1

分析 （1）濃硫酸和銅反應生成硫酸銅、二氧化硫和水；二氧化硫極易溶于水和氫氧化鈉溶液，應防止倒吸；
（2）二氧化硫具有還原性，可與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應；
（3）二氧化硫可與氯氣發(fā)生氧化還原反應；
（4）溶液中的NaOH完全轉化為了NaHSO₃，二氧化硫應過量，滴加品紅褪色；
（5）實驗探究吸收后產物中是否存在NaHSO₃和Na₂SO₃，可取少量待測液放入試管中，滴加過量lmol/L氯化鋇溶液，靜置一段時間后，得到濾液A和固體B，往固體B中加入蒸餾水洗滌沉淀，靜置后棄去上層清液，向固體滴入2滴（或少量）品紅，再滴加鹽酸，若品紅褪色（或有氣泡），則說明含有Na₂SO₃，然后用試管取少量A，向其中加入過量的氫氧化鋇溶液或加入品紅再加入鹽酸，如生成白色沉淀或品紅褪色，則說明有NaHSO₃生成，否則不存在NaHSO₃．

解答 解：（1）Cu與濃硫酸反應的化學方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；濃硫酸和銅反應生成的二氧化硫極易溶于水和氫氧化鈉溶液，應防止倒吸，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；防止丙中液體倒吸入裝置甲中（或緩沖瓶的作用）；
（2）二氧化硫具有還原性，可與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應，反應的離子方程式為 5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，
故答案為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；
（3）二氧化硫可與氯氣發(fā)生氧化還原反應生成硫酸和氯化氫，反應的化學方程式為：SO₂+Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl，
故答案為：還原；SO₂+Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl；
（4）溶液中的NaOH完全轉化為了NaHSO₃，二氧化硫應過量，滴加品紅褪色，
故答案為：品紅溶液褪色；
（5）實驗探究吸收后產物中是否存在NaHSO₃和Na₂SO₃，可取少量待測液放入試管中，滴加過量lmol/L氯化鋇溶液，靜置一段時間后，得到濾液A和固體B，往固體B中加入蒸餾水洗滌沉淀，靜置后棄去上層清液，向固體滴入2滴（或少量）品紅，再滴加鹽酸，若品紅褪色（或有氣泡），則說明含有Na₂SO₃，然后用試管取少量A，向其中加入過量的氫氧化鋇溶液或加入品紅再加入鹽酸，如生成白色沉淀或品紅褪色，則說明有NaHSO₃生成，否則不存在NaHSO₃，
故答案為：

實驗操作	預期現象與結論
滴加鹽酸	含有Na2SO3
用試管取少量A，向其中加入過量的氫氧化鋇溶液或先加入品紅再加入鹽酸．	生成白色沉淀或品紅褪色；說明有NaHSO3生成；不存在NaHSO3．

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點評 本題通過銅與濃硫酸的反應考查性質實驗設計，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，為高考常見題型，注意把握物質的性質以及實驗的設計方法，把握實驗的嚴密性，難度中等．