Question

9．某實驗小組欲探究SO₂和Cl₂能否發生反應，設計如圖所示的實驗裝置進行實驗．

（1）裝置A中的反應為2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，反應中的氧化劑是KMnO₄，裝置C中生成SO₂，反應的化學方程式是H₂SO₄+Na₂SO₃=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
（2）裝置B中蘸有NaOH溶液的棉花的作用是吸收剩余氯氣或二氧化硫．
（3）打開A、C中分液漏斗的活塞，一段時間后關閉活塞．待反應完全后，繼續如下實驗．
①甲同學取適量B中溶液于試管中，向其中滴加少量AgNO₃溶液，有白色沉淀生成．甲同學由此認為SO₂和Cl₂發生了反應，理由是該反應中生成了Cl^-（填離子符號）．
②乙同學認為甲同學的結論不合理，認為A中生成的Cl₂中混有雜質，應該在裝置A、B間增加一個洗氣瓶，然后再按甲同學的方法即可得到正確結論．
乙同學認為Cl₂中混有的雜質是HCl，洗氣瓶中盛有試劑的名稱是飽和食鹽水．
③丙同學則認為甲、乙兩位同學的結論均不合理．丙同學取適量B中溶液于試管中，向其中滴加少量溶液X，有白色沉淀生成，則可得出結論，即SO₂與Cl₂同時通入水中，可以發生反應．溶液X是a（填選項序號）．
a．BaCl₂溶液         b．Ba （OH）₂溶液       c．Ba （NO₃）₂溶液     d．品紅溶液
SO₂與Cl₂同時通入水中反應的化學方程式是SO₂+Cl₂+2H₂O═2HCl+H₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）所含元素化合價降低的反應物為氧化劑；裝置C中濃硫酸與亞硫酸鈉反應生成硫酸鈉、二氧化硫與水；
（2）氯氣與二氧化硫有毒，會污染空氣，用氫氧化鈉吸收剩余氯氣或二氧化硫；
（3）①二氧化硫和氯氣發生氧化還原反應生成了氯化氫，氯離子遇到銀離子生成白色沉淀；
②制備氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，氯化氫進入B中溶于水也會生成氯離子，需要在A、B間增加一個盛放飽和食鹽水的洗氣瓶，除去HCl；
③二氧化硫與氯氣在溶液中反應生成HCl與硫酸，硫酸根與銀離子也可以得到白色沉淀，檢驗硫酸根離子證明二氧化硫和氯氣發生了反應．

解答 解：（1）反應中KMnO₄中Mn元素化合價降低，則KMnO₄是氧化劑，裝置C中濃硫酸與亞硫酸鈉反應生成硫酸鈉、二氧化硫與水，反應方程式為：H₂SO₄+Na₂SO₃=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：KMnO₄；H₂SO₄+Na₂SO₃=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）氯氣與二氧化硫有毒，直接排放會污染空氣，裝置B中蘸有NaOH溶液的棉花的作用是吸收剩余氯氣或二氧化硫，
故答案為：吸收剩余氯氣或二氧化硫；
（3）①二氧化硫和氯氣發生氧化還原反應生成了HCl，氯離子遇到銀離子生成白色沉淀，向其中滴加少量AgNO₃溶液，有白色沉淀生成，甲同學由此認為SO₂和Cl₂發生了反應的依據是氯氣被還原為Cl^-，
故答案為：Cl^-；
②制備氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，氯化氫進入B中溶于水也會生成氯離子，乙同學認為Cl₂中混有的雜質是HCl，需要在A、B間增加一個盛放飽和食鹽水的洗氣瓶，除去HCl；
故答案為：HCl；飽和食鹽水；
③二氧化硫與氯氣在溶液中反應生成HCl與硫酸，硫酸根與銀離子也可以得到白色沉淀，檢驗硫酸根離子證明二氧化硫和氯氣發生了反應，
a．氯化鋇溶液可以檢驗硫酸根離子存在，證明二氧化硫和氯氣發生了反應，故a正確；
b．氫氧化鋇和二氧化硫反應生成亞硫酸鋇沉淀，不能說明二氧化硫和氯氣發生反應，故b錯誤；
c．硝酸鋇溶液中存在硝酸根離子，二氧化硫在溶液中被氧化為硫酸，也會生成硫酸鋇沉淀，不能說明二氧化硫和氯氣反應，故c錯誤；
d．氯氣和二氧化硫按照1：1通入品紅溶液反應，品紅溶液不褪色，沒有白色沉淀生成，不能證明生成硫酸根，故d錯誤；
SO₂與Cl₂同時通入水中反應的化學方程式是：SO₂+Cl₂+2H₂O═2HCl+H₂SO₄
故答案為：a；SO₂+Cl₂+2H₂O═2HCl+H₂SO₄．

點評 本題考查氣體制備與性質探究實驗，側重考查學生對實驗原理的分析評價、離子檢驗等，題目難度中等．