Question

【題目】某實驗小組探究SO2與Cu(OH)2懸濁液的反應。

（1）實驗一：用如圖裝置（夾持裝置已略，氣密性已檢驗）制備SO2，將SO2通入Cu(OH)2懸濁液的反應中。B中出現少量紅色沉淀；稍后，B中所得溶液呈綠色，與CuSO4溶液、CuCl2溶液的顏色有明顯不同。

①排除裝置中的空氣，避免空氣對反應干擾的操作是_____，關閉彈簧夾。

②打開分液漏斗旋塞，A中發生反應的方程式是_____。

（2）實驗二：為確定紅色固體成分，進行以下實驗：

①在氧氣流中煅燒紅色固體的目的是_____。

②根據上述實驗可得結論：該紅色固體為_____。

（3）實驗三：為探究B中溶液呈綠色而不是藍色的原因，實驗如下：

i.向4mL1mol/L的CuSO4溶液中通入過量SO2，未見溶液顏色發生變化。

ii.取少量B中濾液，加入少量稀鹽酸，產生無色刺激性氣味的氣體，得到澄清的藍色溶液。再加入BaCl2溶液，出現白色沉淀。

查閱資料：SO2在酸性條件下還原性較差。

①實驗i的目的_____。

②根據上述實驗可得結論：溶液顯綠色的原因是溶液中含有較多Cu(HSO3)2。小組同學通過進一步實驗確認了這種可能性，在少量1mol/L的CuSO4溶液中加入_____溶液，得到綠色溶液。

（4）綜上實驗可以得出：出現紅色沉淀的原因是：_____；（用離子方程式表示）溶液呈現綠色的原因是：_____。（用化學方程式表示）

Answer 1

【答案】打開彈簧夾，通入N2一段時間 H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O 將紅色物質轉化為氧化銅 Cu 排除溶解的SO2、H2SO3導致溶液顯綠色的可能性 NaHSO3或KHSO3 SO2+Cu(OH)2+2OH-=Cu+SO42-+2H2O 2SO2+Cu(OH)2=Cu(HSO3)2

【解析】

(1)①為排出空氣對實驗的干擾，滴加濃硫酸之前應先通入氮氣，將空氣排出；

②裝置A中的反應是制備SO2的反應；

(2)將SO2通入Cu(OH)2懸濁液的反應中，B中出現少量紅色沉淀，有可能是Cu、Cu2O或二者的混合物；

①在氧氣流中煅燒紅色固體的目的是將紅色物質轉化為氧化銅，有利于后續定量判斷；

②由實驗中物質的質量計算紅色固體的平均摩爾質量，進而分析固體成分；

(3)①根據B中所得溶液中可能的成分等，實驗i可以排除部分成分顯綠色的可能性；

②確認Cu(HSO3)2使溶液呈綠色，需要在溶液中加入含有HSO3-離子的物質；

(4)出現紅色沉淀的原因是生成了Cu；溶液呈現綠色的原因生成了含HSO3-離子的物質。

(1)①為排出空氣對實驗的干擾，滴加濃硫酸之前應先通入氮氣，將空氣排出，操作為：打開彈簧夾，通入N2一段時間，關閉彈簧夾；

②裝置A中的反應是制備SO2的反應，化學方程式為H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O；

(2)將SO2通入Cu(OH)2懸濁液的反應中，B中出現少量紅色沉淀，有可能是Cu、Cu2O或二者的混合物；

①在氧氣流中煅燒紅色固體的目的是將紅色物質轉化為氧化銅，有利于后續定量判斷；

②由實驗可知n(CuO)==0.025mol，則紅色固體的平均摩爾質量為=64g/mol，故紅色固體為銅；

(3)①B中所得溶液中可能含有溶解的SO2，H2SO3，Cu(HSO3)2、CuSO4等，CuSO4在溶液中呈藍色，而B 所得溶液呈綠色，實驗i可以排除溶解的SO2、H2SO3導致溶液顯綠色的可能性；

②確認Cu(HSO3)2使溶液呈綠色，需要在溶液中加入含有HSO3-離子的物質，故可加入NaHSO3或KHSO3；

(4)出現紅色沉淀的原因是生成了Cu，離子方程式為：SO2+Cu(OH)2+2OH-=Cu+SO42-+2H2O；溶液呈現綠色的原因生成了含HSO3-離子的物質，離子方程式為2SO2+Cu(OH)2=Cu(HSO3)2.