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SiO2、SO­2和CO2都是酸性氧化物,它們的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相似性。某興趣小組用如圖所示裝置進行Mg與SO2反應的實驗。

(1)選擇制取SO2的合適試劑            (填編號)。

①濃HCl      ②濃H2SO4      ③Na2SO3固體      ④CaSO3固體

(2)上述裝置還可優化,優化的方法是                                                ,裝置C中NaOH溶液的作用是                                   

(3)甲同學推測Mg與SO2的反應與CO2相似,則該反應方程式為                       

                ;乙同學的推測是:2Mg+3SO22MgSO3+S;丙同學的推測是:3Mg+SO22MgO+MgS,要驗證甲、乙、丙三位同學的推測是否正確,丁同學作如下實驗探究:

  已知:MgSO3和MgS都是微溶于水,能與鹽酸發生復分解反應放出氣體;H2S氣體通入CuSO4溶液中出現黑色沉淀。

  限選試劑:2mol/L HCl、2mol/L HNO­3、蒸餾水、2mol/L NaOH、品紅溶液、澄清石灰水、2mol/L CuSO4;儀器和用品自選。

序號

實驗步驟

預期現象和結論

取少量反應后所得固體于試管中

 

向試管中的固體慢慢滴加          

試管口塞上帶導管的單孔塞,并將導管通入盛有         的試管中。

若試管中的             

則丙同學推測正確。

若試管中的固體未完全溶解,且             ,則乙同學推測正確。

根據上述實驗探究,能證明甲同學推測正確的操作和預期現象是                                                                     

(4)上述實驗需要100mL,2mol/L的HCl,配制時選用       (選填10 mL、25 mL、50 mL或100 mL)量筒量取36.5%,密度1.19g/mL的濃鹽酸的體積為     mL。(保留三位有效數字)

 

【答案】

(16分)

(1)②③(2分)(有錯不給分)

(2)在A和B之間增加用濃硫酸干燥的裝置(2分);(或在B管藥品下墊鋼片也給2分)

(若有BC之間加用濃硫酸干燥的裝置不算給分或扣分點,沒有說明AB之間得0分)

吸收多余的SO2,防止污染環境(1分)

(只寫其中一個就給1分,有錯不給分)

(3)2Mg+SO22MgO+S(2分)

(沒寫條件扣1分,條件可以寫點燃,沒有配平扣1分)

方案I

2mol/L 鹽酸至過量(1分);

(鹽酸沒寫濃度、沒有寫過量或足量不給分)

 

品紅(1分)(或品紅溶液)

固體完全溶解;(1分)

(沒有寫完全不給分)

(另加品紅不褪色不算得分點)

品紅溶液褪色(1分);(若只寫品紅也給分)

    

方案II

2mol/L 鹽酸至過量(1分);

1~2ml(體積不算給分點)2mol/L CuSO4(1分)

出現黑色沉淀;(1分)(沒有寫黑色不給分)

有刺激性氣味的氣體產生(1分);

 

向反應后所得固體加過量2mol/L鹽酸(寫2mol/L硝酸不扣分)(給1分),固體未完全溶解且品紅溶液不褪色(兩個現象都對才給1分)(或反應后固體未完全溶解于鹽酸且無氣體產生(兩個現象都對才給1分))(2分)

或者向反應后所得固體加過量2mol/LHCl(1分),固體未完全溶解且盛有2mol/L CuSO4的試管沒有出現明顯變化。(1分)前后答案不牽制,各得各的分

(4)25mL(1分)(有錯不給分);16.8(16.7~17.0 都給2分,若只寫17扣1分) (2分)

【解析】

試題分析:(1)亞硫酸的酸性比硫酸弱,根據強制弱的復分解反應原理,Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,因此應選擇濃硫酸和亞硫酸鈉制取二氧化硫氣體,不能選擇亞硫酸鈣,因為亞硫酸鈣、硫酸鈣都微溶于水;也不能選擇濃鹽酸,因為鹽酸具有揮發性,產生的HCl、水蒸氣對鎂與二氧化硫的反應產物產生干擾;(2)上述裝置缺少干燥裝置,應在在A和B之間增加用濃硫酸干燥的裝置;二氧化硫具有酸性氧化物的通性,容易與氫氧化鈉溶液反應生成亞硫酸鈉和水,從而吸收多余的二氧化硫、防止污染環境;(3)由于CO2(g)+4Na(g)2Na2O(s)+C(s,金剛石),則CO2+2Mg2MgO+C,由此類比或仿寫,則2Mg+SO22MgO+S;裝置B中固體產物可能是MgO和S或MgSO3和S或MgO和MgS,根據物質性質及已知信息可知,單質硫是難溶于水的黃色固體,也不溶于鹽酸或稀硝酸;氧化鎂難溶于水,可溶于鹽酸或硝酸;亞硫酸鎂微溶于水,易溶于鹽酸或硝酸,但前者反應產生二氧化硫氣體,二氧化硫氣體可用品紅溶液檢驗,后者沒有二氧化硫產生,而是產生一氧化氮;硫化鎂微溶于水,易溶于鹽酸或硝酸,前者反應生成硫化氫氣體,硫化氫通入硫酸銅溶液產生黑色沉淀,后者不產生硫化氫,而是產生單質硫和一氧化氮氣體;根據上述性質可以確定檢驗試劑,以及預期現象和結論,從而設計合理的實驗方案;(4)先根據c•V=n求稀鹽酸中溶質的物質的量,再根據n•M=m求稀溶液中溶質的質量,由于稀釋前后溶質質量保持不變,然后根據溶質質量除質量分數可求濃鹽酸的質量,最后根據濃溶液質量除以密度求濃鹽酸的體積,即濃鹽酸體積計算表達式==16.8mL;根據量筒的使用方法,25mL規格量筒最接近16.8mL,因此應選擇25mL規格。

考點:考查化學實驗方案的設計與評價,涉及二氧化硫氣體制取方法、氣體制法、性質、尾氣處理裝置的評價和改進、元素化合物的重要性質、物質成分探究實驗方案的設計、稀釋定律、物質的量濃度、物質的量、溶液密度、溶液體積、質量分數等量的計算等。

 

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源:2012-2013學年湖北省高三秋季期中聯考化學試卷(解析版) 題型:選擇題

t℃時,在兩個相同的密閉剛性容器(等容)中分別進行SO2和SO3相互轉化的實驗,反應的化學方程式為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),實驗Ⅰ和實驗Ⅱ情況分別為圖Ⅰ和圖Ⅱ所示:

數據分析發現:達到平衡時,化學狀態Ⅰ和化學狀態Ⅱ完全相同。下列敘述不正確的是

A.若實驗ⅠSO­2的起始濃度為1mol/L,則實驗ⅠO2的起始濃度為0.5mol/L;實驗ⅡSO3的起始濃度為1mol/L.

B.若實驗ⅠSO2的轉化率為a%,則實驗ⅡSO3 的轉化率為1-a%。

C.若起始濃度C(SO2) m mol/L,C(O2)=" n" mol/L,C(SO3)=" p" mol/L,在相同條件下進行實驗,要求達到平衡時的狀態與實驗Ⅰ、Ⅱ完全相同,則m、n、p必須滿足的條件是m/n="2" 和 m+p=1。

D.維持實驗Ⅰ的起始濃度和實驗溫度不變,改密閉剛性容器為密閉可變體積容器(等壓容器)進行實驗,達到化學平衡時:SO2的轉化率與實驗Ⅰ中SO2的轉化率相比要小,但正反應速率與實驗Ⅱ相比要大。

 

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科目:高中化學 來源:2011-2012學年山東濟寧汶上一中高三12月月考化學試卷 題型:選擇題

下列各組物質中,不能按(“一”表示一步完成)關系相互轉化的是     (    )

 

a

b

c

A

H2O

O2

Fe(OH)3

B

CO2

C

CO

C

H2­­SO­­­4

C

NO2

D

Si

SiO2

H2SiO3

 

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列各組物質中,不能按(“一”表示一步完成)關系相互轉化的是     (    )

 

a

b

c

A

H2O

O2

Fe(OH)3

B

CO2

C

CO

C

H2­­SO­­­4

C

NO2

D

Si

SiO2

H2SiO3

 

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科目:高中化學 來源:2012屆江蘇省鹽城市田家炳中學高三上學期期中考化學試卷(帶解析) 題型:單選題

下列說法正確的是

A.工業用SiO2與焦炭制取單質硅過程中,生成的氣體產物是CO
B.硫在空氣中燃燒的產物是SO­2­,在純凈氧氣中燃燒的產物是SO3
C.鈉在敞口容器中長期存放和在空氣中燃燒的產物都是Na2O2
D.鎂在空氣中和純凈氧氣中燃燒的產物都只有MgO

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