Question

某实验小组欲探究SO₂和Cl₂能否发生反应，设计如下图所示的实验装置进行实验．

（1）图中仪器a的名称：___________；

（2）装置A中的反应为2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，反应中的氧化剂是___________，生成71g Cl₂转移的电子是________mol．

（3）装置B中蘸有NaOH溶液的棉花的作用___________；

（4）打开A、C的装置a的活塞，一段时间后关闭活塞．待反应完全后，小组同学又继续如下实验．

①甲同学取适量B中溶液于试管中，向其中滴加少量AgNO₃溶液，有白色沉淀生成．甲同学由此认为SO₂和Cl₂发生了反应，理由是该反应中生成了___________（填离子符号）。

②乙同学认为甲同学的结论不合理，认为A中生成的Cl₂中混有杂质，应该在装置A、B间增加一个洗气瓶，然后再按甲同学的方法即可得到正确结论。乙同学认为Cl₂中混有的杂质是___________，洗气瓶中盛有试剂的名称是___________；

③丙同学则认为甲、乙两位同学的结论均不合理．丙同学取适量B中溶液于试管中，向其中滴加少量溶液X，有白色沉淀生成，则可得出结论，即SO₂与Cl₂同时通入水中，可以发生反应．溶液X是___________（填选项序号）。

a．BaCl₂溶液    b．Ba （OH）₂溶液    c．Ba （NO₃）₂溶液  d．品红溶液

SO₂与Cl₂同时通入水中反应的化学方程式是___________；

（5）硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）可替代NaOH溶液吸收氯气，已知25.0mL 0.1mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液恰好把标准状况下224mL Cl₂完全转化为Cl^-时，S₂O₃^2-转化成___________（填选项）

a．S^2-    b．S    c．SO₃^2-    d．SO₄^2-

Answer

（1）分液漏斗；

（2）KMnO4，2；

（3）尾气处理，防止污染空气；

（4）①Cl-；②HCl；饱和食盐水；

③a；SO2+Cl2+2H2O═2HCl+H2SO4；（5）d

【解析】

试题分析：（1）图中仪器X为分液漏斗，用来盛放浓盐酸，控制滴加液体的速率，故答案为：分液漏斗；

（2）元素化合价升高的失电子做还原剂，元素化合价降低的做氧化剂，装置A中的反应为2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，反应中的氧化剂是KMnO4，生成氯气5mol×71g/mol=355g，电子转移10mol，则生成71g Cl2转移的电子是2mol，故答案为：KMnO4，2；

（3）氯气有毒污染空气，不能排放需要用氢氧化钠吸收剩余氯气，装置B中蘸有NaOH溶液的棉花的作用是吸收氯气尾气处理，防止污染空气，故答案为：尾气处理，防止污染空气；

（4）①二氧化硫和氯气发生氧化还原反应生成了氯化氢，氯离子遇到银离子生成白色沉淀，向其中滴加少量AgNO3溶液，有白色沉淀生成．甲同学由此认为SO2和Cl2发生了反应的依据是氯气被还原为氯离子，故答案为：Cl-；

②制备氯气中含有氯化氢和水蒸气，氯化氢进入B中溶于水也会生成氯离子，乙同学认为Cl2中混有的杂质是HCl，需要在AB间增加一个洗气瓶，用饱和食盐水除去，故答案为：HCl；饱和食盐水；

③二氧化硫被氯气氧化为硫酸，结合磷酸根离子检验证明二氧化硫和氯气发生了反应，丙同学取适量B中溶液于试管中，向其中滴加少量溶液X含钡离子，且不能和二氧化硫发生反应。a、氯化钡溶液可以检验硫酸根离子存在，证明二氧化硫和氯气发生了反应，故a正确；b、氢氧化钡和二氧化硫反应生成亚硫酸钡沉淀，不能说明二氧化硫和氯气发生反应，故b错误；c、硝酸钡溶液中存在硝酸根离子，二氧化硫在溶液中被氧化为硫酸，也会生成硫酸钡沉淀，不能说明二氧化硫和氯气反应，故c错误；d、氯气和二氧化硫按照1：1通入品红溶液反应，品红溶液不褪色，不能说明二氧化硫和氯气发生反应，故d错误；SO2与Cl2同时通入水中反应的化学方程式是：SO2+Cl2+2H2O═2HCl+H2SO4 故答案为：a；SO2+Cl2+2H2O═2HCl+H2SO4；

（5）n（Na2S2O3）=0.1mol/L×0.025L=0.0025mol，氯气的物质的量==0.01mol，二者完全反应时转移电子相等，设硫代硫酸根离子被氧化后硫元素的化合价为x，

0.01mol×2×（1-0）=0.0025mol×2×（x-2），4=x-2，x=+6，所以硫代硫酸根离子转化为硫酸根离子，故选d，故答案为：d。

【考点定位】考查性质实验方案的设计、二氧化硫的性质、氯气的性质

【名师点晴】本题考查了化学实验探究，物质性质、反应过程分析、离子检验和实验设计是解题关键。装置图分析可知装置A是制备氯气的发生装置，装置C是制备二氧化硫的发生装置，氯气和二氧化硫通入装置B中的水，是否发生反应，注意氯气中的杂质气体分析和除杂。