Question

某校學(xué)生課外活動(dòng)小組為了探究SO₂的性質(zhì)及碳、硅的非金屬性強(qiáng)弱，設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問題．（a、b為彈簧夾，夾持、加熱及固定裝置已省略）               
 1．探究碳、硅非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱．（已知酸性：亞硫酸＞碳酸）

（1）實(shí)驗(yàn)主要操作步驟：①連接儀器、②

 

、③加藥品后，關(guān)閉a 打開b，④

 

、⑤然后滴入較濃硫酸，⑥加熱．
（2）設(shè)置步驟④的目的是

 

．
（3）園底燒瓶中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（4）裝置A、B、C中試劑分別是

 

．
（5）能說明碳的非金屬性比硅強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

．
2．驗(yàn)證SO₂的氧化性、還原性和酸性氧化物的通性．
（1）在1小題（1）的第③步操作是

 

．
（2）滴有酚酞的氫氧化鈉溶液的作用是

 

滴有酚酞的氫氧化鈉溶液的作用是

 

．
（3）驗(yàn)證SO₂具有氧化性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

，化學(xué)方程式是

 

．
（4）BaCl₂溶液中無明顯現(xiàn)象，將其分成兩份，分別滴加下列溶液，將產(chǎn)生的沉淀的化學(xué)式填入下表相應(yīng)位置．

滴加的溶液	溴水	氨水
沉淀的化學(xué)式

寫出其中SO₂顯示還原性生成沉淀的離子方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：1．（1）連接好裝置后，必須進(jìn)行檢查裝置氣密性是否良好，否則影響實(shí)驗(yàn)測(cè)定且污染環(huán)境；產(chǎn)生二氧化硫的反應(yīng)開始前應(yīng)該排盡裝置中的空氣，防止空氣中的CO₂對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響；
（2）裝置內(nèi)的空氣中含有的二氧化碳影響測(cè)定結(jié)果，需要排除裝置中二氧化碳；
（3）硫酸的酸性大于亞硫酸，實(shí)驗(yàn)圓底燒瓶中亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)生成二氧化硫氣體；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹疤骄刻�、硅非金屬性的相�?duì)強(qiáng)弱”及常見物質(zhì)的性質(zhì)選擇試劑，注意試管B用于除去二氧化硫，應(yīng)該選用酸性高錳酸鉀溶液；
（5）二氧化碳與Na₂SiO₃溶液反應(yīng)生成硅酸，證明了碳酸酸性比硅酸強(qiáng)，說明碳元素的非金屬性比硅元素非金屬性強(qiáng)；
2．（1）驗(yàn)證SO₂的氧化性、還原性和酸性氧化物的通性，需要用到硫化氫溶液、滴有酚酞的氫氧化鈉溶液的試管，據(jù)此判斷操作方法；
（2）根據(jù)二氧化硫與氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng)分析；二氧化硫有毒，多余的氣體應(yīng)該用氫氧化鈉溶液吸收，避免污染大氣；
（3）硫化氫溶液中出現(xiàn)淺黃色渾濁現(xiàn)象，證明生成硫單質(zhì)，從而說明二氧化硫具有氧化性，二氧化硫與硫化氫反應(yīng)生成硫單質(zhì)；
（4）溴水具有氧化性，能將二氧化硫氧化成+6價(jià)的硫酸根離子，硫酸根離子和鋇離子反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀；另一份中滴加氨水，二氧化硫和水生成亞硫酸，亞硫酸和氨水反應(yīng)生成亞硫酸銨，亞硫酸根離子和鋇離子反應(yīng)生成亞硫酸鋇沉淀．

解答： 解：1．（1）裝置氣密性是否良好將嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)測(cè)定，且二氧化硫有毒，因此連接完裝置后應(yīng)該先檢查裝置氣密性，然后再裝入藥品；由于空氣中二氧化碳影響實(shí)驗(yàn)效果，所以反應(yīng)開始前應(yīng)該先通入一段時(shí)間的氮?dú)猓?br />故答案為：檢查裝置氣密性；通入N₂氣一段時(shí)間然后關(guān)閉；
（2）由于空氣中的二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生影響，則實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該通入N₂氣一段時(shí)間，以便排盡裝置中的空氣，
故答案為：排盡裝置中的空氣，防止空氣中的CO₂對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響；
（3）圓底燒瓶中亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫氣體和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑，
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；
（4）實(shí)驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)碳、硅非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱，所以試管A應(yīng)該為產(chǎn)生二氧化碳裝置，盛放的試劑為飽和碳酸鈉溶液；試管B是除去二氧化硫的裝置，避免二氧化硫影響性質(zhì)檢驗(yàn)，可以用酸性高錳酸鉀溶液；試管C證明碳酸酸性大于硅酸，應(yīng)該盛放硅酸鈉溶液，
故答案為：飽和NaHCO₃溶液、酸性KMnO₄溶液、Na₂SiO₃溶液；
（5）二氧化碳與Na₂SiO₃溶液反應(yīng)生成硅酸，證明了碳酸酸性比硅酸強(qiáng)，說明碳元素的非金屬性比硅元素非金屬性強(qiáng)，所以盛有Na₂SiO₃溶液的試管C中出現(xiàn)白色沉淀即說明碳元素的非金屬性比硅元素非金屬性強(qiáng)，
故答案為：試管C中出現(xiàn)白色膠狀沉淀；
2．（1）驗(yàn)證SO₂的氧化性、還原性和酸性氧化物的通性，需要選用第一排試管中試劑，所以操作方法為：打開a，關(guān)閉b，
故答案為：打開a，關(guān)閉b；
（2）二氧化硫能夠與氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng)，滴有酚酞的氫氧化鈉溶液與二氧化硫反應(yīng)后溶液變成無色，從而證明二氧化硫具有酸性氧化物的通性；
最后的試管中盛放的氫氧化鈉溶液是用于吸收多余的二氧化硫，否則污染空氣，
故答案為：驗(yàn)證SO₂具有酸性氧化物的通性；除去剩余SO₂氣體，防止污染空氣；
（3）硫化氫與二氧化硫能夠發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成S單質(zhì)，盛有H₂S溶液的試管中出現(xiàn)淺黃色渾濁現(xiàn)象，說明生成了S單質(zhì)，二氧化硫中硫元素的化合價(jià)從+4價(jià)變?yōu)?價(jià)，表現(xiàn)了氧化性，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O，
故答案為：H₂S溶液中有淺黃色渾濁出現(xiàn)；SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O；
（4）BaCl₂溶液中無明顯現(xiàn)象，將其分成兩份，一份滴加氯水溶液，溴水中有氯氣分子，溴水具有氧化性，能把二氧化硫氧化成+6價(jià)的硫酸根離子，硫酸根離子和鋇離子反應(yīng)生成BaSO₄白色沉淀，反應(yīng)的方程式為：SO₂+Br₂+Ba²⁺+2H₂O=BaSO₄↓+2Br^-+4H⁺；另一份中滴加氨水，二氧化硫和水生成亞硫酸，亞硫酸和氨水反應(yīng)生成亞硫酸銨，亞硫酸銨電離出氨根離子和亞硫酸根離子，亞硫酸根離子和鋇離子反應(yīng)生成BaSO₃，
故答案為：

滴加的溶液	溴水	氨水
沉淀的化學(xué)式	BaSO4	BaSO3

；SO₂+Br₂+Ba²⁺+2H₂O=BaSO₄↓+2Br^-+4H⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題探究了碳、硅非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱及二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)，題目難度中等，試題題量較大、綜合性較強(qiáng)，覆蓋的知識(shí)點(diǎn)較前面，明確反應(yīng)原理是解答的關(guān)鍵，注意基礎(chǔ)知識(shí)的掌握．