Question

SiO₂、SO_­2和CO₂都是酸性氧化物，它們的化學(xué)性質(zhì)具有一定的相似性；Mg和Na的化學(xué)性質(zhì)也具有一定相似性。某興趣小組用如圖所示裝置進行Mg與SO₂反應(yīng)的實驗。

（1）選擇制取SO₂的合適試劑            （填編號）。

①濃HCl      ②濃H₂SO₄      ③Na₂SO₃固體      ④CaSO₃固體

（2）上述裝置還可優(yōu)化，優(yōu)化的方法是                                                ，裝置C中NaOH溶液的作用是                                    。

（3）甲同學(xué)推測Mg與SO₂的反應(yīng)與CO₂相似，則該反應(yīng)方程式為                       

                ；乙同學(xué)的推測是：2Mg+3SO₂2MgSO₃+S；丙同學(xué)的推測是：3Mg+SO₂2MgO+MgS，要驗證甲、乙、丙三位同學(xué)的推測是否正確，丁同學(xué)作如下實驗探究：

  已知：MgSO₃和MgS都是微溶于水，能與鹽酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)放出氣體；H₂S氣體通入CuSO₄溶液中出現(xiàn)黑色沉淀。

  限選試劑：2mol/L HCl、2mol/L HNO­₃、蒸餾水、2mol/L NaOH、品紅溶液、澄清石灰水、2mol/L CuSO₄；儀器和用品自選。

序號	實驗步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
①	取少量反應(yīng)后所得固體于試管中
②	向試管中的固體慢慢滴加           ， 試管口塞上帶導(dǎo)管的單孔塞，并將導(dǎo)管通入盛有         的試管中。	若試管中的              ， 則丙同學(xué)推測正確。 若試管中的固體未完全溶解，且             ，則乙同學(xué)推測正確。

根據(jù)上述實驗探究，能證明甲同學(xué)推測正確的操作和預(yù)期現(xiàn)象是                                                                      。

（4）上述實驗需要100mL，2mol/L的HCl，配制時選用       (選填10 mL、25 mL、50 mL或100 mL)量筒量取36.5%,密度1.19g/mL的濃鹽酸的體積為     mL。（保留三位有效數(shù)字）

 

Answer 1

【答案】

（16分）

（1）②③（2分）（有錯不給分）

（2）在A和B之間增加用濃硫酸干燥的裝置（2分）；（或在B管藥品下墊鋼片也給2分）

（若有BC之間加用濃硫酸干燥的裝置不算給分或扣分點，沒有說明AB之間得0分）

吸收多余的SO₂，防止污染環(huán)境（1分）

（只寫其中一個就給1分，有錯不給分）

（3）2Mg+SO₂2MgO+S（2分）

（沒寫條件扣1分，條件可以寫點燃，沒有配平扣1分）

方案I

②

2mol/L 鹽酸至過量（1分）； （鹽酸沒寫濃度、沒有寫過量或足量不給分）   品紅（1分）（或品紅溶液）

固體完全溶解；（1分） （沒有寫完全不給分） （另加品紅不褪色不算得分點） 品紅溶液褪色（1分）；（若只寫品紅也給分）

    

方案II

②

2mol/L 鹽酸至過量（1分）； 1~2ml（體積不算給分點）2mol/L CuSO4（1分）

出現(xiàn)黑色沉淀；（1分）（沒有寫黑色不給分） 有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生（1分）；

 

向反應(yīng)后所得固體加過量2mol/L鹽酸（寫2mol/L硝酸不扣分）（給1分），固體未完全溶解且品紅溶液不褪色（兩個現(xiàn)象都對才給1分）（或反應(yīng)后固體未完全溶解于鹽酸且無氣體產(chǎn)生（兩個現(xiàn)象都對才給1分））（2分）

或者向反應(yīng)后所得固體加過量2mol/LHCl（1分），固體未完全溶解且盛有2mol/L CuSO₄的試管沒有出現(xiàn)明顯變化。（1分）前后答案不牽制，各得各的分

（4）25mL（1分）（有錯不給分）；16.8（16.7~17.0 都給2分，若只寫17扣1分） （2分）

【解析】

試題分析：（1）亞硫酸的酸性比硫酸弱，根據(jù)強制弱的復(fù)分解反應(yīng)原理，Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，因此應(yīng)選擇濃硫酸和亞硫酸鈉制取二氧化硫氣體，不能選擇亞硫酸鈣，因為亞硫酸鈣、硫酸鈣都微溶于水；也不能選擇濃鹽酸，因為鹽酸具有揮發(fā)性，產(chǎn)生的HCl、水蒸氣對鎂與二氧化硫的反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)生干擾；（2）上述裝置缺少干燥裝置，應(yīng)在在A和B之間增加用濃硫酸干燥的裝置；二氧化硫具有酸性氧化物的通性，容易與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，從而吸收多余的二氧化硫、防止污染環(huán)境；（3）由于CO₂（g）+4Na（g）2Na₂O（s）+C（s，金剛石），則CO2+2Mg2MgO+C，由此類比或仿寫，則2Mg+SO₂2MgO+S；裝置B中固體產(chǎn)物可能是MgO和S或MgSO₃和S或MgO和MgS，根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及已知信息可知，單質(zhì)硫是難溶于水的黃色固體，也不溶于鹽酸或稀硝酸；氧化鎂難溶于水，可溶于鹽酸或硝酸；亞硫酸鎂微溶于水，易溶于鹽酸或硝酸，但前者反應(yīng)產(chǎn)生二氧化硫氣體，二氧化硫氣體可用品紅溶液檢驗，后者沒有二氧化硫產(chǎn)生，而是產(chǎn)生一氧化氮；硫化鎂微溶于水，易溶于鹽酸或硝酸，前者反應(yīng)生成硫化氫氣體，硫化氫通入硫酸銅溶液產(chǎn)生黑色沉淀，后者不產(chǎn)生硫化氫，而是產(chǎn)生單質(zhì)硫和一氧化氮氣體；根據(jù)上述性質(zhì)可以確定檢驗試劑，以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論，從而設(shè)計合理的實驗方案；（4）先根據(jù)c•V=n求稀鹽酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量，再根據(jù)n•M=m求稀溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量，由于稀釋前后溶質(zhì)質(zhì)量保持不變，然后根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量除質(zhì)量分數(shù)可求濃鹽酸的質(zhì)量，最后根據(jù)濃溶液質(zhì)量除以密度求濃鹽酸的體積，即濃鹽酸體積計算表達式==16.8mL；根據(jù)量筒的使用方法，25mL規(guī)格量筒最接近16.8mL，因此應(yīng)選擇25mL規(guī)格。

考點：考查化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價，涉及二氧化硫氣體制取方法、氣體制法、性質(zhì)、尾氣處理裝置的評價和改進、元素化合物的重要性質(zhì)、物質(zhì)成分探究實驗方案的設(shè)計、稀釋定律、物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的量、溶液密度、溶液體積、質(zhì)量分數(shù)等量的計算等。