【题目】研究非元素及其化合物的性质具有重要意义。
Ⅰ. 含硫物质燃烧会产生大量烟气,主要成分是SO2、CO2、N2、O2 。某研究性学习小组在实验室利用下列装置制备模拟烟气,并测定烟气中SO2的体积分数。
(一)模拟烟气的制备
(1)用A装置制SO2,化学反应方程式为___________________________。
(2)用B装置制CO2,使用该装置优点的是___________________________。
(3)将制得的气体与空气充分混合,获得模拟烟气用于后续实验。
(二)测定烟气中SO2的体积分数
(4)将部分模拟烟气缓慢通过C、D装置,其中C、D中盛有的药品分别是__________、__________。(填序号)
①KMnO4溶液 ②饱和NaHSO3溶液 ③饱和Na2CO3溶液 ④饱和NaHCO3溶液
(5)若模拟烟气的流速为amL/min,若t1分钟后,测得量筒内液体体积为VmL,则SO2的体积分数____________________。
Ⅱ.某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行实验(图中a、b、c表示止水夹) 。
(1)A、C、E相连后的装置可用于制取Cl2并进行相关的性质实验。①若在丙中加入适量水,即可制得氯水。将所得氯水进行实验,实验操作、现象、结论如下:
实验操作 | 现 象 | 结 论 |
氯水中加入碳酸氢钠粉末 | 有无色气泡产生 | 氯气和水反应的产物具有酸性 |
实验的结论是否合理__________,(选填合理或不合理)请说明理由______________________。
②请利用上述装置设计一个简单的实验验证Cl-和S2-的还原性强弱,则甲、乙、丙中盛放的试剂是甲__________________ 乙__________________ 丙__________________
(2)B、D、E装置相连后,在B中盛装浓硝酸和铜片(放在有孔塑料板上),可制得并进行NO2有关实验。欲用D装置验证NO2与水的反应,其操作步骤为:先关闭止水夹________,再打开止水夹________,使烧杯中的水进入试管丁的操作是:___________________________________使试管中的气体逸出,NO2与水接触后即可引发烧杯中的水进入试管丁。
【答案】 Na2SO3+H2SO4(浓)= Na2SO4+H2O+SO2↑ 可以随时控制反应的发生和停止 ① ④ % 不合理 制取的氯气中含有氯化氢,溶于水遇碳酸氢钠粉末有气泡 浓盐酸 MnO2 硫化钠溶液 ab c 双手紧握(或微热)试管丁
【解析】试题分析:Ⅰ.(1)装置A没有加热,这说明所用试剂是浓硫酸和亚硫酸钠。
(2)B装置制CO2,属于简易启普发生器。
(4)二氧化硫具有强的还原性,可以用强氧化性的高锰酸钾吸收;二氧化碳在饱和碳酸氢钠溶液中的溶解度很小,可以用排饱和碳酸氢钠溶液来侧量其体积;
(5)气体总体积是,二氧化碳的体积是Vml;
Ⅱ. (1) ①A装置用浓盐酸与二氧化锰加热制取氯气,氯气中含有氯化氢气体。
② 根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性验证Cl-和S2-的还原性强弱;
(2)根据气体受热体积膨胀及二氧化氮与水反应导致气体体积减小分析;
解析:Ⅰ. (1)装置A没有加热,这说明所用试剂是浓硫酸和亚硫酸钠,反应方程式是Na2SO3+H2SO4(浓)= Na2SO4+H2O+SO2↑。
(2)B装置制CO2,属于简易启普发生器,可以随时控制反应的发生和停止;(4)二氧化硫具有强的还原性,可以用强氧化性的高锰酸钾吸收;二氧化碳在饱和碳酸氢钠溶液中的溶解度很小,可以用排饱和碳酸氢钠溶液来测量其体积,所以C、D中盛有的药品分别是①KMnO4溶液、 ④饱和NaHCO3溶液;(5)气体总体积是at1,二氧化碳的体积是Vml, 二氧化碳的体积分数是 ,二氧化硫的体积分数是=;
Ⅱ. (1) ①A装置用浓盐酸与二氧化锰加热制取氯气,氯气中含有氯化氢气体,HCl溶于水后能与碳酸氢钠粉末反应产生气泡,所以实验结论不合理。
②还原剂的还原性大于还原产物的还原性,根据反应验证 Cl-和S2-的还原性强弱,所以甲、乙、丙中盛放的试剂是甲浓盐酸、 乙是MnO2、 丙是硫化钠溶液。
(2)根据以上分析,先关闭止水夹ab,再打开止水夹c,使烧杯中的水进入试管丁的操作是:双手紧握(或微热)试管丁,试管中气体受热体积膨胀,气体逸出,NO2与水接触后发生反应,气体体积减小,则烧杯中的水进入试管丁。