A. 如图是实验室制取SO2并验证SO2某些性质的装置图.(实验室制取SO2的反应原理为:Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+SO
(1)盛放硫酸的仪器名称为分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(2)二氧化硫内为酸性氧化物与水容反应生成亚硫酸,亚硫酸电离产生氢离子,溶液显酸性,遇石蕊显红色,
故答案为:溶液变红;酸性;
(3)二氧化硫具有漂白性,能够使品红溶液褪色,
故答案为:变浅或者褪色;漂白;
(4)二氧化硫具有弱的氧化性能够与氢硫酸反应生成硫单质,硫单质不溶液水,所以溶液变浑浊,
故答案为:变浑浊;氧化性;
(5)二氧化硫具有还原性,能够与碘水发生氧化还原反应生成氢碘酸和硫酸,碘水褪色,
故答案为:褐色变浅或褪色;还原性;
(6)二氧化硫有毒,不能直接排放到空气中,二氧化硫酸性氧化物能够与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,所以可以用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫,反应的化学方程式为:2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O;
故答案为:去除多余的二氧化硫,防止污染;2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O.
B. 怎样制取二氧化硫
一、工业制法:工业上常用硫或硫铁矿燃烧制取SO2②硫铁矿煅内烧生成SO2接触法制容硫酸的生产过程中,这一反应是在沸腾炉中进行的。产生的炉气中含有矿尘、水蒸气及砷、硒等化合物的杂质,为防止催化剂中毒和对设备的不良影响,在进入接触室以前必须对炉气进行净化处理。二、实验室制法:
在实验室制取SO2的方法①亚硫酸钠固体与75%左右的硫酸反应制取SO2反应原理:稳定的硫酸与不稳定酸的盐Na2SO3反应,可生成Na2SO4和不稳定的亚硫酸,亚硫酸立即分解生成SO2和水。反应中使用的硫酸以中等浓度(1∶1)为适宜。发生装置:与制取氯化氢气的装置相同。反应开始时不需要加热,随反应的进行硫酸被冲稀,反应速率逐渐减慢时,可用酒精灯微热以加快反应速率。收集装置:SO2易溶于水且密度比空气大,只能用瓶口向上的排空气法收集。实验过程中注意通风。②制取少量纯度不高的SO2时,可以用铜与浓H2SO4共热或用燃烧硫粉的方法来制得。
C. 常见气体的实验室制取—二氧化硫的实验室制备
二氧化硫的实验室制备是一个关键的化学实验过程,主要涉及反应原理、实验装置、判断集满方法、性质检验以及注意事项等。本实验通常使用亚硫酸钠与浓硫酸反应,通过以下步骤进行。
首先,反应原理是关键,利用亚硫酸钠与浓硫酸在加热条件下发生反应生成二氧化硫。反应方程式为:Na₂SO₃ + H₂SO₄(浓) → Na₂SO₄ + SO₂↑ + H₂O。在这个过程中,亚硫酸钠作为还原剂,浓硫酸作为氧化剂。
接着,实验装置需要仔细设计。发生装置采用分液漏斗和圆底烧瓶组成的固液不加热型制气装置,确保反应可以在不加热的条件下平稳进行,同时避免使用启普发生器,因为二氧化硫气体易溶于水。净化干燥装置通常包括浓硫酸、五氧化二磷或无水氯化钙,这些物质能有效吸收二氧化硫中的水分,防止其溶解在气体中。收集方法采用向上排空气法或排饱和NaHSO₃溶液,避免使用排水法,因二氧化硫气体易溶于水,且有毒性,故应使用带塞子的集气瓶收集。
判断二氧化硫是否集满,可通过两种方法:一是使用湿润的品红或蓝色石蕊试纸放在集气瓶口,如果试纸颜色变淡或褪色,说明已集满;二是用玻璃棒蘸取氨水放在瓶口,如果出现浓厚的白烟,同样表示集满。
二氧化硫的性质检验涉及多个方面。它具有漂白性,能将品红试液变为无色,加热后又恢复红色;具有还原性,能与氯水、溴水、酸性高锰酸钾等物质反应,使溶液褪色;与氯化铁溶液反应使溶液由黄色变为浅绿色;与硝酸钡溶液反应生成沉淀。此外,二氧化硫还具有一定的氧化性,与氢硫酸反应生成黄色硫沉淀。
实验过程中还需注意几点:二氧化硫易溶于水,因此在制备过程中应尽量减少反应体系中的水分,选用固体亚硫酸钠和70%的浓硫酸。不可使用浓盐酸代替浓硫酸,因浓盐酸中含大量水,会减少二氧化硫的产量。实验结束后,应先排净装置中残留的二氧化硫,防止污染空气。
为确保实验的准确性和安全性,设计了例题帮助理解二氧化硫的性质和实验装置的作用。例如题1考察了二氧化硫的性质和实验装置的正确性,题2则要求根据实验要求完成特定的化学方程式和实验设计。通过这些例题,加深了对二氧化硫实验的理解和应用。
D. 化学反应中的收集装置和发生装置
制氧气 发生装置来:固固加热 收集装自置:向上排空气法、排水集气法。
制氢气 发生装置:固液不加热(可用启普发生器) 收集装置:向下排空气法、排水集气法。
制二氧化碳 发生装置:固液不加热(可用启普发生器) 收集装置:向上排空气法。
制氯气 发生装置:固液加热 收集装置:向上排空气法。
制二氧化硫 发生装置:固液不加热(可用启普发生器) 收集装置:向上排空气法。
制二氧化氮 发生装置:固液不加热 收集装置:向上排空气法。
制一氧化氮 发生装置:固液加热 收集装置:排水集气法。
制氨气 发生装置:固固加热 收集装置:向下排空气法。
制甲烷 发生装置:固固加热 收集装置:向下排空气法。
制乙烯 发生装置:液液加热 收集装置:排水集气法。
制乙炔 发生装置:发生装置:固液不加热 收集装置:排水集气法。
E. 二氧化硫是重要的工业原料,探究其制备方法和性质具有非常重要的意义.(1)实验室中用图1中装置测定SO2
(1)①分液漏斗的使用方法:打开分液漏斗上口的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,慢慢滴加,
故答案为:打开分液漏斗上口的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,慢慢滴加;
②为确保实验的准确度,要保证二氧化硫和三氧化硫的量的测定准确,当停止通入SO2,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气,可以让装置中的二氧化硫和三氧化硫充分被后面的装置吸收,
故答案为:使残留在装置中的二氧化硫和三氧化硫被充分吸收;
③装置D增加的质量为mg,说明生成三氧化硫的质量是mg,则转化成三氧化硫的二氧化硫的物质的量为:
mg |
80g/mol |
m |
80 |
ng |
233g/mol |
n |
233 |
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F. 下图是实验室制取SO2并验证SO2某些性质的装置图.试回答:(1)①中发生反应的化学方程式为______.(2)
(1)①中为亚硫酸钠和浓硫酸反应生成二氧化硫气体,反应的化学方程式专为:Na2SO3+H2SO4(浓)属=Na2SO4+SO2↑+H2O,
故答案为:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑;
(2)氧化硫溶于水和水反应生成亚硫酸,亚硫酸为弱酸,可以使紫色石蕊试液变红,
故答案为:试液变为红色;酸性;
(3)二氧化硫与品红化合生成无色物质,能使品红溶液褪色,故二氧化硫具有漂白性,
故答案为:褪色;漂白性;
(4)SO2中+4价S具有氧化性,硫化氢中-2价S具有还原性,二氧化硫能把硫化氢氧化成单质硫,本身被还原成单质硫,反应方程式为SO2+2H2S=3S↓+2H20,
故答案为:产生淡黄色沉淀;氧化;
(5)二氧化硫具有还原性,能够与碘水发生氧化还原反应生成氢碘酸和硫酸,碘水褪色,
故答案为:褪色;还原;
(6)二氧化硫有毒,不能直接排放到空气中,二氧化硫酸性氧化物能够与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,所以可以用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫,反应的化学方程式为:2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O;
故答案为:吸收尾气;SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O.
G. 某课外小组利用如图装置在实验室制取SO2并探究其有关性质:根据上图回答下列问题:(1)装置A中存在一处
(1)A装置是二氧化硫的发生装置,装置生成的气体容易从从长颈漏斗中逸出,所以应该把长颈漏斗改为分液漏斗,
故答案为:把长颈漏斗改为分液漏斗;
(2)烧瓶中Cu与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸铜和水,其反应方程式为:2H2SO4(浓)+Cu
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