Question

【题目】实验室拟用如下装置进行SO2的制备及性质实验

①已知稀硝酸、亚硝酸作为氧化剂时，一般其还原产物为一氧化氮。

②lg2=0.3

③SO2易溶于水，通常条件下溶解的体积比为1∶40

回答下列问题：

（1）①制取SO2反应的化学方程式为_____________________________________________。

②实验开始时加入的5g CaCO3的作用是_____________________________________。

（2）①当__________________时，将NaHSO3晶体抖入烧瓶中，观察到D瓶及E瓶出现大量沉淀，

②写出D瓶中发生反应的离子方程式_____________________________________。

③（1）、（2）两步反应A中的导气管口的位置是_____________。

A.前“a”后“b” B.前“a”后“a” C.前“b”后“b” D.前“b”后“a”

（3）实验结果，B中仍澄清透明，C中稍有浑浊，通过手持技术检测B、C溶液中pH变化得到如下图象：

通过理论计算，若C中所有的NO3-被还原，所得溶液冲稀10倍后pH为_______(精确小数点后一位)

（4）结果分析，与实验方案评价SO2通入BaCl2溶液中与通入Ba(NO3)2溶液中pH 相差不大，若估测NO3-能将SO2氧化，理论计算值与实际测得值相差很大，分析其原因是同条件下：稀HNO3的氧化性_____ 稀 HNO2的氧化性（填“强于”或“弱于”或“接近”）。该实验设计在安全方面存在缺陷，请在不增加试剂瓶的前提下加以改进_________________________。

Answer 1

【答案】 NaHSO3+HC1= NaCl+SO2↑+H2O 制取CO2驱赶装置系统中的空气，避免空气中的氧气干扰实验 E中出现白色沉淀时 SO2+2NO2-+Ba2+=BaSO4↓+2NO C或D(全选或选一个均给分) 依2NO3-+3SO2+2H2O+3Ba2+= 3BaSO4↓+4H+ +2NO计算得到溶液pH= 0.7 弱于 在每个洗气瓶及发生装置的烧瓶增一导管，一端插入溶液中，一端连通大气，平衡气压

【解析】试题分析：（1）①NaHSO3与HC1反应生成氯化钠、二氧化硫、水；②CaCO3与盐酸反应生成二氧化碳气体，驱赶装置系统中的空气，避免空气中的氧气干扰实验；（2）①为避免空气中的氧气干扰实验，等装置中充满二氧化碳时，将NaHSO3晶体抖入烧瓶中；②D瓶出现大量沉淀，说明D中二氧化硫被亚硝酸钠氧化为SO42-，最终生成硫酸钡沉淀；③第（1）步反应用制取的二氧化碳排出空气，二氧化碳的密度大于空气，所以应从b口排出空气、第（2）步反应是制备二氧化硫并将二氧化硫排入后面装置中，二氧化硫的密度大于二氧化碳，所以从a口或b口排出二氧化硫；（3）二氧化硫通入C中反应的离子方程式是2NO3-+3SO2+2H2O+3Ba2+= 3BaSO4↓+4H+ +2NO，根据反应方程式计算pH；（4）同浓度的硝酸钡、氯化钡溶液通入二氧化硫，C中稍有浑浊、D瓶出现大量沉淀；该实验设计易引起倒吸。

解析：（1）①NaHSO3与HC1反应生成氯化钠、二氧化硫、水，反应方程式是NaHSO3+HC1= NaCl+SO2↑+H2O；②CaCO3与盐酸反应生成二氧化碳气体，驱赶装置系统中的空气，避免空气中的氧气干扰实验；（2）①为避免空气中的氧气干扰实验，等装置中充满二氧化碳时，将NaHSO3晶体抖入烧瓶中，装置中充满二氧化碳时的现象是E中出现白色沉淀；②D瓶出现大量沉淀，说明D中二氧化硫被亚硝酸钠氧化为SO42-，最终生成硫酸钡沉淀，反应离子方程式是SO2+2NO2-+Ba2+=BaSO4↓+2NO；③第（1）步反应用制取的二氧化碳排出空气，二氧化碳的密度大于空气，所以应从b口排出空气、第（2）步反应是制备二氧化硫并将二氧化硫排入后面装置中，二氧化硫的密度大于二氧化碳，所以从a口或b口排出二氧化硫，所以应该是前“b”后“a”或前“b”后“b”； （3）二氧化硫通入C中反应的离子方程式是2NO3-+3SO2+2H2O+3Ba2+= 3BaSO4↓+4H+ +2NO，C中NO3-的浓度是1mol/L，根据反应方程式，C中所有的NO3-被还原，溶液中氢离子浓度是2 mol/L，溶液冲稀10倍后氢离子浓度是0.2 mol/L,pH= ；（4）同浓度的硝酸钡、氯化钡溶液通入二氧化硫，C中稍有浑浊、D瓶出现大量沉淀，说明稀HNO3的氧化性弱于稀 HNO2的氧化性；该实验设计易引起倒吸，所以改进方法是在每个洗气瓶及发生装置的烧瓶增一导管，一端插入溶液中，一端连通大气，平衡气压。