Question

SiO₂、SO_­2和CO₂都是酸性氧化物，它們的化學性質有一定的相似性；Mg和Na的化學性質也有一定相似性。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                                               ，實驗后裝置C中所得溶液離子濃度關系一定正確的是(選填字母)　　　　　　　　　　　　

A．（Na＋）= 2c（SO32-）＋ c（HSO3－），

B．（Na＋）> c（HSO3－）> c（SO32-）> c（H＋）> c（OH－）,

C．（H2SO3）+ c（H＋）= c（SO32-）+ （OH－）,

D．（Na＋）+ c（H＋）=" 2" c（SO32-）+ c（HSO3－）+ c（OH－）

（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；
限選試劑：2mol/L HCl、2mol/L HNO­₃、蒸餾水、2mol/LNaOH、品紅溶液、澄清石灰水、2mol/LCuSO₄；儀器和用品自選。請填寫下表中的空格：

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50mL，2mol/L的HCl，配制時應選用      (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。

Answer 1

（1）②③（2分）
（2）在A和B之間增加用濃硫酸干燥的裝置（2分）； D（2分）
（3）2Mg+SO₂  2MgO+S；（2分）

②

2mol/L 鹽酸至過量（1分）； 品紅（1分）

固體完全溶解；（1分） 品紅溶液褪色（1分）；

 
向反應后所得固體加過量2mol?L?¹鹽酸，固體未完全溶解且品紅溶液不褪色（或反應后固體未完全溶解于鹽酸且無色氣體產生）（2分）
（4）10ml

試題分析：（1）因SO₂的溶解度較大，應選用濃度較大的H₂SO₄溶液；為了使反應順利進行須選擇Na₂SO₃固體與硫酸反應（CaSO₃固體與硫酸反應生成的硫酸鈣微溶于水）；
（2）SiO₂、CO₂都是酸性氧化物，所以鎂與玻璃中的二氧化硅能發生反應，鎂不能與玻璃管直接接觸；又因為鎂與鈉的性質相似，能與水反應，因此A、B間應加干燥裝置；實驗后裝置C中為Na₂SO₃溶液，A、根據物料守恒可得：（Na^＋）= 2c（SO₃^2-）＋2 c（HSO₃^－）+2c（H₂SO₃），錯誤；B、Na₂SO₃分兩步水解，以第一步為主，可得：（Na^＋）> c（OH^－）> c（HSO₃^－）> c（SO₃^2-）> c（H^＋），錯誤；C、根據質子守恒可得：（OH^－）= c（HSO₃^-）+ 2（H₂SO₃）+ c（H^＋），錯誤；D、根據電荷守恒可得：（Na^＋）+ c（H^＋）=" 2" c（SO₃^2-）+ c（HSO₃^－）+ c（OH^－），正確。
（3）根據Mg與CO₂的反應可類比得：2Mg+SO₂  2MgO+S；先加入2mol/L 鹽酸至過量，可檢驗產物中是否含有MgS，氣體通入品紅可檢驗是否生成了MgSO₃，若試管Ⅰ固體完全溶解，說明沒有S，則丙同學推測正確；若試管Ⅰ固體未完全溶解且品紅溶液褪色，說明產物含有MgSO₃，則乙同學推測正確；因為甲同學推測生成MgO和S，所以能證明甲同學推測正確的操作和預期現象是：向反應后所得固體加過量2mol?L?¹鹽酸，固體未完全溶解且品紅溶液不褪色。
（4）設需要濃鹽酸的體積為V，可得：0.05L×2mol/L×36.5g/mol=V×1.19g/mL×36.5%，則V=8.4mL，所以選擇10mL量筒量取。