Question

某課外小組欲探究在適當(dāng)溫度和催化劑的條件下，SO₂與O₂反應(yīng)后混合氣體的成分．已知：①沸點(diǎn)：SO₂ -10℃，SO₃　45℃；②SO₃遇水劇烈反應(yīng)，放出大量熱，產(chǎn)生酸霧．③98.3% H₂SO₄可以吸收SO₃和酸霧．
提供的藥品：Na₂SO₃固體、10mol/L H₂SO₄、催化劑（V₂O₅）、KMnO₄固體、蒸餾水、0.5mol/L BaCl₂溶液、98.3% H₂SO₄、2.0mol/L NaOH溶液、品紅溶液等．
（1）該小組同學(xué)用Na₂SO₃固體與10mol/L H₂SO₄混合制取SO₂．發(fā)生裝置應(yīng)該選用下圖中______ 裝置（填字母）．

（2）若選用上圖中b裝置制O₂，反應(yīng)的方程式是______．
（3）該小組同學(xué)為檢驗(yàn)反應(yīng)后混合氣體的成分，設(shè)計(jì)如下裝置：

①b中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是______．
②c中盛放的試劑是______；e中盛放的試劑是______，其作用是______．
③某同學(xué)提出用飽和的NaHSO₃溶液代替98.3%的濃 H₂SO₄，請(qǐng)你評(píng)價(jià)該方案是否可行，若可以不必說(shuō)明理由；若不可行，簡(jiǎn)述其理由．

Answer 1

解：（1）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化硫用用Na₂SO₃固體與10mol/L H₂SO₄混合Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O制取，反應(yīng)條件是常溫，分液漏斗上有活塞，能通過(guò)控制滴加硫酸的速率來(lái)控制反應(yīng)的速率，所以選c，故答案為：c；
（2）B裝置應(yīng)滿(mǎn)足的條件是反應(yīng)物的狀態(tài)是固態(tài)，反應(yīng)條件是加熱，提供的藥品能制取氧氣的高錳酸鉀，所以利用B裝置制取氧氣是加熱高錳酸鉀，方程式為2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，故答案為：2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）①?gòu)腶裝置進(jìn)入b裝置的氣體是干燥的混合均勻的二氧化硫和三氧化硫氣體，在催化劑五氧化二釩的作用下，發(fā)生反應(yīng)2SO₂+O₂2SO₃，
故答案為：2SO₂+O₂2SO₃；
②該實(shí)驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)反應(yīng)后混合氣體的成分，因二氧化硫和氧氣反應(yīng)是可逆反應(yīng)，所以從b裝置導(dǎo)出的氣體是二氧化硫和三氧化硫和氧氣，c裝置中裝有0.5 mol/L BaCl₂溶液，三氧化硫和水反應(yīng)生成硫酸，檢驗(yàn)三氧化硫，二氧化硫和和氧氣均不與其反應(yīng)，d裝置中裝有98.3%的濃 H₂SO₄，作用是吸收三氧化硫除去SO₃，e裝置的作用是吸收二氧化硫并檢驗(yàn)二氧化硫，品紅（或KMnO₄溶液）褪色說(shuō)明有二氧化硫，f收集的是氧氣，
故答案為：0.5 mol/L BaCl₂溶液；品紅溶液（或KMnO₄溶液）； 檢驗(yàn)和除去SO₂氣體；
③三氧化硫和水反應(yīng)生成硫酸，硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑，生成的二氧化硫干擾對(duì)原混合氣體中SO₂的檢驗(yàn)，
答：雖然飽和NaHSO₃溶液可除去SO₃，但是SO₃與NaHSO₃反應(yīng)生成SO₂，干擾對(duì)原混合氣體中SO₂的檢驗(yàn)．
分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化硫的反應(yīng)原理進(jìn)行裝置選擇，實(shí)驗(yàn)室制取二氧化硫用固液常溫型發(fā)生裝置，分液漏斗能控制反應(yīng)的速率；
（2）根據(jù)圖中b裝置的特點(diǎn)結(jié)合制取氧氣的原理解答；
（3）①二氧化硫和氧氣在五氧化二釩的催化作用下，生成三氧化硫；
②根據(jù)c、e中的成分結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行解答；
③三氧化硫和水反應(yīng)生成硫酸，硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫，生成的二氧化硫干擾對(duì)原混合氣體中SO₂的檢驗(yàn)．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了二氧化硫化學(xué)實(shí)驗(yàn)，掌握二氧化硫及其相關(guān)化合物的性質(zhì)結(jié)合反應(yīng)裝置的特點(diǎn)分析是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．