Question

实验室常用亚硫酸钠固体和70%的浓硫酸制备SO₂气体，反应方程式为Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，请设计一套实验装置，收集一试管干燥的SO₂气体。

（1）在下面方框中，A表示由分液漏斗和锥形瓶组成的气体发生器，请在答题卡上的A后完成该反应的实验装置示意图(夹持装置、连接胶管不必画出，尾气处理部分必须画出，需要加热的仪器下方用△标出)，按气流方向在每件仪器下方标出字母B、C…；其它可选用的仪器(数量不限)简易表示如下：___

（2）根据方框中的装置图甲，在答题卡上填写下表(可不填满)___

仪器标号	仪器中所加物质	作用
A	亚硫酸钠、浓硫酸	产生SO2

（3）某实验小组用如图乙装置测定收集到的气体中SO₂的含量，反应管中装有酸性高猛酸钾溶液。

①SO₂和酸性高猛酸钾溶液发生反应的离子方程式为：___。

②反应管内溶液紫红色消失后，若没有及时停止通气，则测得的SO₂含量___(选填：“偏高”、“偏低”或“无影响”)

③若酸性高猛酸钾溶液体积为V₁mL，浓度为cmol/L，量气管内增加的水的体积为V₂mL(已折算成标准状况下的体积)。用c、V₁、V₂表示SO₂的体积百分含量为___。

Answer

仪器标号

仪器中所加物质

作用

A

亚硫酸钠、浓硫酸

产生SO2

B

浓硫酸 

除去水蒸气 

C

D

 氢氧化钠溶液

吸收过量的二氧化硫，防止空气污染 

5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+ 偏低 ×100%

【解析】

（1）制备气体的一般装置：发生装置、净化装置、收集装置，据此解答；
（2）依据设计步骤和试剂选择用亚硫酸钠与浓硫酸制备纯净、干燥的二氧化硫，需要在装置A中加入亚硫酸钠，分液漏斗中加入浓硫酸，二氧化硫中含有水蒸气，通过浓硫酸除去水蒸气，在集气瓶中收集纯净干燥的氯气，最后用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫防止污染空气；
（3）①高锰酸根离子在酸性环境下具有强的氧化性，能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子；
②反应管内溶液紫红色消失时，SO2与反应管内所含的高锰酸根离子恰好反应，若没及时停止通气，则未反应的SO2气体也排水到量气管；
③根据反应：5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+，n（SO2）=2.5V1c×10-3mol，依据V=Vmn计算二氧化硫的体积，然后计算二氧化硫的百分含量。

制备气体的一般装置：发生装置、净化装置、收集装置，依据反应方程式，制备干燥的二氧化硫需要在A中加入亚硫酸钠固体，分液漏斗中加入浓硫酸，加热反应生成二氧化硫，二氧化硫中含有水蒸气，需要通过浓硫酸除去水蒸气，在集气瓶中用向上排空气法收集收集纯净干燥的二氧化硫，最后用氢氧化钠溶液吸收过量的二氧化硫防止污染空，装置如图；

依据设计步骤和试剂选择用亚硫酸钠与浓硫酸制备纯净、干燥的二氧化硫，需要在装置A中加入亚硫酸钠，分液漏斗中加入浓硫酸，二氧化硫中含有水蒸气，通过浓硫酸除去水蒸气，在集气瓶中收集纯净干燥的氯气，最后用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫防止污染空气；填写表格为：

仪器标号

仪器中所加物质

作用

A

亚硫酸钠、浓硫酸

产生

 B

浓硫酸 

除去水蒸气 

 C

 D

 氢氧化钠溶液

吸收过量的二氧化硫，防止空气污染 

高锰酸根离子在酸性环境下具有强的氧化性，能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子，反应的离子方程式是；

反应管内溶液紫红色消失后，若没有及时停止通气，就会使得混合气体增大，则二氧化硫的含量偏低；

根据反应：，，其标况下体积，即；所以的体积百分含量为。