Question

3．為證明在加熱條件下，濃硫酸能將碳氧化成CO₂，請根據所提供的如圖所示的儀器裝置設計實驗，回答有關問題：（已知：SO₂+NaHCO₃═NaHSO₃+CO₂）

（1）為達到實驗目的，所需裝置的連接順序為A→C→B→E；
（2）若選擇裝置B，請寫出選擇的理由檢查SO₂是否除盡；
（3）若選擇裝置C，相關的化學方程式Br₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（4）否（填是或否）選擇裝置D，理由是SO₂會與NaHCO₃反應產生CO₂，干擾CO₂的檢驗；
（5）請寫出裝置E中的離子方程式CO₂+Ca²⁺+2OH^-=CaCO₃↓+H₂O．

Answer 1

分析 （1）二氧化硫和二氧化碳都能夠使澄清石灰水變渾濁，所以檢驗二氧化碳前需要先除盡二氧化硫，據此連接裝置；
（2）裝置B中盛放的是品紅溶液，二氧化硫能夠使品紅溶液褪色，需要用品紅溶液檢查SO₂是否除盡；
（3）溴水能夠將二氧化硫氧化成硫酸和溴化氫，據此寫出反應的化學方程式；
（4）二氧化硫能夠與碳酸氫鈉反應生成二氧化碳，對檢驗二氧化碳帶來干擾；
（5）裝置E中澄清石灰水與二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀和水．

解答 解：（1）碳與濃硫酸反應生成二氧化碳和二氧化硫氣體，由于二者都能夠使澄清石灰水變渾濁，所以檢驗二氧化碳前需要先用溴水或酸性高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，然后用品紅溶液檢驗二氧化硫已經除盡，最后用澄清石灰水檢驗二氧化碳，所以裝置連接順序為：A→C→B→E，
故答案為：C→B；
（2）需要除盡混合氣體中的二氧化硫后再檢驗二氧化碳，所以需要用品紅溶液檢驗二氧化硫是否除盡，
故答案為：檢查SO₂是否除盡；
（3）裝置C中的溴水能夠氧化二氧化硫，反應的方程式為：Br₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，從而排除二氧化硫對檢驗二氧化碳的干擾，
故答案為：Br₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（4）由于碳酸氫鈉與二氧化硫發生反應：SO₂+NaHCO₃═NaHSO₃+CO₂，產生的二氧化碳干擾了二氧化碳的檢驗，所以不能選用裝置D，
故答案為：否；SO₂會與NaHCO₃反應產生CO₂，干擾CO₂的檢驗；
（5）二氧化碳與澄清石灰水反應生成碳酸鈣沉淀，裝置E中盛放的是澄清石灰水，用于檢驗二氧化碳氣體，反應的離子方程式為：CO₂+Ca²⁺+2OH^-=CaCO₃↓+H₂O，
故答案為：CO₂+Ca²⁺+2OH^-=CaCO₃↓+H₂O．

點評 本題考查了濃硫酸的性質、性質實驗方案的設計，題目難度中等，明確二氧化碳、二氧化硫的性質及檢驗的先后順序為解答關鍵，注意掌握濃硫酸的化學性質，試題培養了學生靈活應用基礎知識的能力．