Question

9．已知SiO₂、SO₂和CO₂都是酸性氧化物，化學性質具有一定的相似性；Mg和Na的化學性質也具有一定的相似性．用如圖所示裝置進行Mg和SO₂反應的實驗．
（1）選擇制取SO₂的合適試劑②③．
①10%的H₂SO₄溶液    ②80%的H₂SO₄溶液
③Na₂SO₃固體         ④CaSO₃固體
（2）寫出裝置乙和B中發生的主要反應的化學方程式：
Na₂SO₃+H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；
3Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+MgS（或2Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+S，Mg+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgS）．
裝置C中NaOH溶液的作用是吸收過量二氧化硫，防止污染環境．
（3）你認為該裝置是否有不足之處？有．如果有，請說明在A和B之間沒有連接一個干燥裝置、C裝置未與大氣相通、在鎂下方未墊一個不銹鋼片、鎂與玻璃管反應、未設計一個防倒吸裝置．

Answer 1

分析 （1）依據強酸制備弱酸的原理，結合物質的性質，選擇實驗室制備SO₂的試劑；
（2）裝置乙為制取SO₂的反應；根據Mg與CO₂的反應知B中Mg與SO₂反應能生成氧化鎂與單質硫，但單質硫能與鎂反應生成硫化鎂；二氧化硫有毒，不能直接排放到空氣中，可用氫氧化鈉吸收過量的二氧化硫；
（3）該裝置中：①A中的水蒸氣會進入B與Mg反應，在A、B中間應加干燥裝置；②Mg能與SiO₂反應，在Mg下方墊一不銹鋼片，隔離Mg和SiO₂；③尾氣處理裝置C試管用膠塞封閉，且無防倒吸裝置．

解答 解：（1）依據強酸制備弱酸的原理，制取SO₂應用濃H₂SO₄和亞硫酸鹽，選項中不可選用CaSO₃，因為CaSO₃微溶于水，會附在固體表面，阻礙反應進行，
故答案為：②③；
（2）裝置乙為制取SO₂的反應，方程式為Na₂SO₃+H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；Mg具有還原性，SO₂具有氧化性，兩者發生氧化還原反應，反應的方程式為3Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+MgS（或2Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+S，Mg+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgS），二氧化硫可與堿反應，易防止污染空氣，所以裝置C中NaOH溶液的作用是吸收過量二氧化硫，防止污染環境；
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；3Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+MgS（或2Mg+SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+S，Mg+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgS）；吸收過量二氧化硫，防止污染環境；
（3）該裝置中：①A中的水蒸氣會進入B與Mg反應，在A、B中間應加干燥裝置；②Mg能與SiO₂反應，在Mg下方墊一不銹鋼片，隔離Mg和SiO₂；③尾氣處理裝置C試管用膠塞封閉，且無防倒吸裝置，
故答案為：有；在A和B之間沒有連接一個干燥裝置、C裝置未與大氣相通、在鎂下方未墊一個不銹鋼片、鎂與玻璃管反應、未設計一個防倒吸裝置．

點評 本題為信息題，以鎂和二氧化硅的反應為載體考查了二氧化硫的實驗室制備及性質檢驗，側重培養學生分析問題解決問題的能力，題目難度較大．