Question

SiO₂、SO_­2和CO₂都是酸性氧化物，它们的化学性质有一定的相似性；Mg和Na的化学性质也有一定相似性。某兴趣小组用如图所示装置进行Mg与SO₂反应的实验。

（1）选择制取SO₂的合适试剂            （填编号）。

①浓HCl          ②浓H₂SO₄   

③Na₂SO₃固体      ④CaSO₃固体

（2）上述装置还可优化，优化的方法是                                                ，实验后装置C中所得溶液离子浓度关系一定正确的是(选填字母)　　　　　　　　　　　　

A.（Na^＋）= 2c（SO₃^2-）＋ c（HSO₃^－），

B.（Na^＋）> c（HSO₃^－）> c（SO₃^2-）> c（H^＋）> c（OH^－）,

C.（H₂SO₃）+ c（H^＋）= c（SO₃^2-）+ （OH^－）,

D.（Na^＋）+ c（H^＋）= 2 c（SO₃^2-）+ c（HSO₃^－）+ c（OH^－）

（3）甲同学推测Mg与SO₂的反应与CO₂相似，则该反应方程式为                     

乙同学的推测是：2Mg+3SO₂2MgSO₃+S；

丙同学的推测是：3Mg+SO₂2MgO+MgS，

要验证甲、乙、丙三位同学的推测是否正确，丁同学作如下实验探究：

已知：MgSO₃和MgS都是微溶于水，能与盐酸发生复分解反应放出气体；

限选试剂：2mol/L HCl、2mol/L HNO­₃、蒸馏水、2mol/L NaOH、品红溶液、澄清石灰水、2mol/L CuSO₄；仪器和用品自选。请填写下表中的空格：

根据上述实验探究，能证明甲同学推测正确的操作和预期现象是_________________ _

（4）上述实验需要50mL，2mol/L的HCl，配制时应选用       (10 mL ，25 mL ，,50 mL或100 mL)量筒量取36.5%,密度1.19g/mL的浓盐酸的体积。

Answer

（1）②③（2分）

（2）在A和B之间增加用浓硫酸干燥的装置（2分）； D（2分）

（3）2Mg+SO2 2MgO+S；（2分）

②

2mol/L 盐酸至过量（1分）；

品红（1分）

固体完全溶解；（1分）

品红溶液褪色（1分）；

向反应后所得固体加过量2mol•L‾1盐酸，固体未完全溶解且品红溶液不褪色（或反应后固体未完全溶解于盐酸且无色气体产生）（2分）

（4）10ml

【解析】

试题分析：（1）因SO2的溶解度较大，应选用浓度较大的H2SO4溶液；为了使反应顺利进行须选择Na2SO3固体与硫酸反应（CaSO3固体与硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水）；

（2）SiO2、CO2都是酸性氧化物，所以镁与玻璃中的二氧化硅能发生反应，镁不能与玻璃管直接接触；又因为镁与钠的性质相似，能与水反应，因此A、B间应加干燥装置；实验后装置C中为Na2SO3溶液，A、根据物料守恒可得：（Na＋）= 2c（SO32-）＋2 c（HSO3－）+2c（H2SO3），错误；B、Na2SO3分两步水解，以第一步为主，可得：（Na＋）> c（OH－）> c（HSO3－）> c（SO32-）> c（H＋），错误；C、根据质子守恒可得：（OH－）= c（HSO3-）+ 2（H2SO3）+ c（H＋），错误；D、根据电荷守恒可得：（Na＋）+ c（H＋）= 2 c（SO32-）+ c（HSO3－）+ c（OH－），正确。

（3）根据Mg与CO2的反应可类比得：2Mg+SO2 2MgO+S；先加入2mol/L 盐酸至过量，可检验产物中是否含有MgS，气体通入品红可检验是否生成了MgSO3，若试管Ⅰ固体完全溶解，说明没有S，则丙同学推测正确；若试管Ⅰ固体未完全溶解且品红溶液褪色，说明产物含有MgSO3，则乙同学推测正确；因为甲同学推测生成MgO和S，所以能证明甲同学推测正确的操作和预期现象是：向反应后所得固体加过量2mol•L‾1盐酸，固体未完全溶解且品红溶液不褪色。

（4）设需要浓盐酸的体积为V，可得：0.05L×2mol/L×36.5g/mol=V×1.19g/mL×36.5%，则V=8.4mL，所以选择10mL量筒量取。

考点：本题考查制取气体试剂的选择、反应装置的选用、离子浓度比较、反应方案的分析、浓度的计算。