1、
某同学设计如图装置,用过量浓硫酸与铜反应制取SO2,并探究SO2与Na2O2反应的产物。
完成下列填空:
(1)写出烧瓶中生成SO2的化学方程式__。
(2)细铜丝表面的实验现象是__,使用细铜丝的原因是__。
(3)欲使反应停止,应进行的操作是__,反应一段时间以后,将烧瓶中液体冷却后,可观察到白色固体,推断该白色固体是__,理由是__。
(4)将Na2O2粉末沾在玻璃棉上的目的是__,若Na2O2与SO2完全反应,生成Na2SO3、O2和Na2SO4。为检验混合物中有Na2SO4,实验方案是__。
(5)实验装置中广口瓶的作用是__。在含0.1molNaOH的溶液中不断地通入SO2,得到溶质的质量为8.35g,则烧杯中生产的溶质是__。两者的物质的量之比为__。
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 有气泡产生,细铜丝溶解 增大接触面以加快反应速率 先抽拉粗铜丝使细铜丝与浓硫酸脱离接触,再撤去酒精灯 无水硫酸铜 浓硫酸具有吸水性,无水硫酸铜固体在浓硫酸中溶解度很小而析出 使Na2O2与SO2充分接触,有利于反应完全进行 取样,滴加足量稀盐酸,再滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,即可证明有Na2SO4生成 防倒吸 Na2SO3、NaHSO3 n(Na2SO3)/n(NaHSO3)=1:2(顺序相反时,则为2:1)
在圆底烧瓶中,铜与浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜,二氧化硫和水,反应过程中,铜丝溶解,有气泡生成,使用细铜丝来增大接触面积,反应结束后,先抽拉粗铜丝使细铜丝与浓硫酸脱离接触,再撤去酒精灯,试验后的烧瓶中含有浓硫酸和硫酸铜,从生成物的角度分析白色固体,玻璃管中Na2O2粉末散附在玻璃棉上可使SO2与Na2O2充分接触,B中发生SO2+Na2O2=Na2SO4,可能混有Na2SO3,且亚硫酸钡可溶于盐酸,硫酸钡不能溶于盐酸,烧杯中NaOH吸收尾气,易发生倒吸,应在烧杯与集气瓶之间加一个防倒吸装置,以此来解答。
(1)烧瓶中生成SO2的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)实验中可观察到细铜丝表面:有气泡产生,细铜丝溶解;
(3)欲使反应停止,应进行的操作是:先抽拉粗铜丝使细铜丝与浓硫酸脱离接触,再撤去酒精灯;烧瓶中液体冷却后,可观察到的现象是有白色固体生成,溶液变为无色,原因是浓硫酸具有吸水性,无水硫酸铜固体在浓硫酸中溶解度很小而析出;
(4)把Na2O2粉末散附在玻璃棉上的目的是:使Na2O2与SO2充分接触,检验混合物中有Na2SO4的实验方案是:取样,滴加足量稀盐酸,排除亚硫酸根的干扰,再滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,即可证明有Na2SO4生成;
(5)氢氧化钠溶液吸收尾气,会引起倒吸,实验装置中广口瓶的作用是防止倒吸,
SO2与NaOH的溶液反应可能产生亚硫酸钠或亚硫酸氢钠,或者是亚硫酸钠和硫酸钠的混合物,已知氢氧化钠的物质的量n(NaOH)=0.1mol,假设生成物全部是亚硫酸钠,发生反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O, 2mol氢氧化钠生成1mol亚硫酸钠,0.1mol氢氧化钠生成0.05mol亚硫酸钠,质量为m=nM=0.05mol×126g/mol=6.3g,假设生成物全部是亚硫酸氢钠,发生反应:SO2+NaOH=NaHSO3,1mol氢氧化钠生成1mol亚硫酸氢钠,0.1mol氢氧化钠生成0.1mol亚硫酸氢钠,质量为m=nM=0.1mol×104g/mol=10.4g,得到溶质的质量为8.35g,故生成物既有亚硫酸钠,又有亚硫酸氢钠,设生成亚硫酸钠反应消耗的氢氧化钠为xmol,生成亚硫酸氢钠反应消耗的氢氧化钠的物质的量为ymol,则有:
x+y=0.1,x×126+104y=8.35,解得x=0.05,y=0.05,=x:y=1:2。
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