Question

1．探究SO₂和氯水的漂白性，設計了如下實驗，裝置如圖．
完成下列填空：
（1）棉花上沾有的試劑是NaOH溶液，作用是吸收Cl₂或SO₂等尾氣，保護環境．
（2）①反應開始一段時間后，B、D兩個試管中可以觀察到的現象分別是：B：品紅溶液褪色，D：品紅溶液褪色．
②停止通氣后，分別加熱B、D兩個試管，可以觀察到的現象分別是：B：褪色的品紅又恢復為紅色，D：無明顯現象．
（3）有同學認為SO₂和氯水都有漂白性，二者混合后的漂白性肯定會更強，他將制得的SO₂和Cl₂按1：1同時通入到品紅溶液中，結果發現褪色效果并不理想．產生該現象的原因（用化學方程式表示）Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄．
（4）裝置E中用KMnO₄（填化學式）和濃鹽酸反應制得Cl₂，生成2.24L（標準狀況）的Cl₂，則被氧化的HCl為0.2mol．
（5）實驗結束后，檢驗蘸有試劑的棉花含有SO₄^2-的實驗方案是：取棉花中的液體少許，滴加足量的稀HNO₃，再加入幾滴BaCl₂溶液，出現白色沉淀．該方案是否合理不合理，理由是蘸有試劑的棉花中可能含有SO₃^2-，用HNO₃溶液酸化時會干擾SO₄^2-檢驗．

Answer 1

分析 探究SO₂和氯水的漂白性：A用于制備SO₂，可用Na₂SO₃與硫酸反應制取，B用于檢驗二氧化硫的生成，E用濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下制備氯氣，D用于檢驗氣體的漂白性，C用于檢驗SO₂和氯水都有漂白性，二者混合后的漂白性，棉花上沾有的試劑是NaOH溶液，作用是吸收尾氣．
（1）氯氣、二氧化硫都是污染性的氣體不能排放到空氣中，棉花需要沾有氫氧化鈉溶液吸收氯氣、二氧化硫氣體；
（2）①氯氣和二氧化硫都能使品紅溶液褪色；②二氧化硫的漂白具有不穩定性，氯氣的漂白具有不可逆性；
（3）SO₂和Cl₂按1：1通入，SO₂和Cl₂恰好反應，二者反應生成H₂SO₄和HCl，生成物都無漂白性；
（4）常溫下和濃鹽酸反應生成氯氣的物質常用高錳酸鉀，根據氯原子守恒及化合價變化可知，氯氣中氯原子的物質的量即為被氧化的HCl的物質的量；
（5）根據亞硫酸根離子和硝酸的性質分析，硝酸有強氧化性，能把亞硫酸根離子氧化成硫酸根離子．

解答 解：（1）氯氣、二氧化硫都是污染性的氣體不能排放到空氣中，氯氣和氫氧化鈉發應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，二氧化硫和氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水，棉花需要沾有氫氧化鈉溶液吸收吸收Cl₂或SO₂等尾氣，保護環境，
故答案為：吸收Cl₂或SO₂等尾氣，保護環境；
（2）①氯氣和水反應生成的次氯酸具有漂白性，二氧化硫和品紅化合生成無色物質，兩者都能使品紅溶液褪色，所以B和D裝置中品紅都褪色，
故答案為：品紅溶液褪色；品紅溶液褪色；
②二氧化硫漂白后的物質具有不穩定性，加熱時又能變為紅色，而氯氣的漂白是利用了氯氣和水反應生成的次氯酸的強氧化性，具有不可逆性，
所以看到的現象是B中溶液由無色變為紅色，D中無明顯現象，
故答案為：褪色的品紅又恢復為紅色；無明顯現象；
（3）SO₂和Cl₂按1：1通入，SO₂和Cl₂恰好反應，二者反應生成H₂SO₄和HCl，生成物都無漂白性，化學方程式為：SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
故答案為：SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（4）常溫下，用KMnO₄和濃鹽酸反應制Cl₂，反應的化學方程式如下：2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，Mn元素由+7價降低到+2價，Cl元素的化合價由-1價升高到0，高錳酸鉀得電子是氧化劑，HCl失電子是還原劑，2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，每生成5mol氯氣被氧化的HCl是10mol，生成2.24L（標準狀況）的Cl₂，為0.1mol氯氣，所以被氧化的HCl的物質的量n=2n（Cl₂）=2×0.1mol=0.2mol，
故答案為：KMnO₄；0.2；
（5）亞硫酸根離子具有還原性，硝酸具有氧化性，能把亞硫酸根離子氧化成硫酸根離子，蘸有試劑的棉花中可能含有SO₃^2-，用HNO₃溶液酸化時會干擾SO₄^2-檢驗，所以該方案不合理，
故答案為：不合理；蘸有試劑的棉花中可能含有SO₃^2-，用HNO₃溶液酸化時會干擾SO₄^2-檢驗．

點評 本題考查物質的性質實驗，側重于學生的分析、實驗能力的考查，題目涉及二氧化硫與氯氣的制取以及二氧化硫漂白與次氯酸漂白的區別，題目難度中等．