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

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

题型:不详难度:来源:
SiO2、SO­2和CO2都是酸性氧化物,它们的化学性质具有一定的相似性;Mg和Na的化学性质也具有一定相似性。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                                               ,装置C中NaOH溶液的作用是                                   
(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;H2S气体通入CuSO4溶液中出现黑色沉淀。
限选试剂:2mol/L HCl、2mol/L HNO­3、蒸馏水、2mol/LNaOH、品红溶液、澄清石灰水、2mol/LCuSO4;仪器和用品自选。
序号
实验步骤
预期现象和结论

取少量反应后所得固体于试管中
 

向试管中的固体慢慢滴加          
试管口塞上带导管的单孔塞,并将导管通入盛有        的试管中。
若试管中的             
则丙同学推测正确。
若试管中的固体未完全溶解,且            ,则乙同学推测正确。
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100mL,2mol/L的HCl,配制时选用      (选填10 mL、25 mL、50 mL或100 mL)量筒量取36.5%,密度1.19g/mL的浓盐酸的体积为    mL。(保留三位有效数字)
答案
(16分)
(1)②③(2分)(有错不给分)
(2)在A和B之间增加用浓硫酸干燥的装置(2分);(或在B管药品下垫钢片也给2分)
(若有BC之间加用浓硫酸干燥的装置不算给分或扣分点,没有说明AB之间得0分)
吸收多余的SO2,防止污染环境(1分)
(只写其中一个就给1分,有错不给分)
(3)2Mg+SO22MgO+S(2分)
(没写条件扣1分,条件可以写点燃,没有配平扣1分)
方案I

2mol/L 盐酸至过量(1分);
(盐酸没写浓度、没有写过量或足量不给分)
品红(1分)(或品红溶液)
固体完全溶解;(1分)
(没有写完全不给分)
(另加品红不褪色不算得分点)
品红溶液褪色(1分);(若只写品红也给分)
    
方案II

2mol/L 盐酸至过量(1分);
1~2ml(体积不算给分点)2mol/LCuSO4(1分)
出现黑色沉淀;(1分)(没有写黑色不给分)
有刺激性气味的气体产生(1分);
 
向反应后所得固体加过量2mol/L盐酸(写2mol/L硝酸不扣分)(给1分),固体未完全溶解且品红溶液不褪色(两个现象都对才给1分)(或反应后固体未完全溶解于盐酸且无气体产生(两个现象都对才给1分))(2分)
或者向反应后所得固体加过量2mol/LHCl(1分),固体未完全溶解且盛有2mol/LCuSO4的试管没有出现明显变化。(1分)前后答案不牵制,各得各的分
(4)25mL(1分)(有错不给分);16.8(16.7~17.0 都给2分,若只写17扣1分) (2分)
解析

试题分析:(1)亚硫酸的酸性比硫酸弱,根据强制弱的复分解反应原理,Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,因此应选择浓硫酸和亚硫酸钠制取二氧化硫气体,不能选择亚硫酸钙,因为亚硫酸钙、硫酸钙都微溶于水;也不能选择浓盐酸,因为盐酸具有挥发性,产生的HCl、水蒸气对镁与二氧化硫的反应产物产生干扰;(2)上述装置缺少干燥装置,应在在A和B之间增加用浓硫酸干燥的装置;二氧化硫具有酸性氧化物的通性,容易与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,从而吸收多余的二氧化硫、防止污染环境;(3)由于CO2(g)+4Na(g)2Na2O(s)+C(s,金刚石),则CO2+2Mg2MgO+C,由此类比或仿写,则2Mg+SO22MgO+S;装置B中固体产物可能是MgO和S或MgSO3和S或MgO和MgS,根据物质性质及已知信息可知,单质硫是难溶于水的黄色固体,也不溶于盐酸或稀硝酸;氧化镁难溶于水,可溶于盐酸或硝酸;亚硫酸镁微溶于水,易溶于盐酸或硝酸,但前者反应产生二氧化硫气体,二氧化硫气体可用品红溶液检验,后者没有二氧化硫产生,而是产生一氧化氮;硫化镁微溶于水,易溶于盐酸或硝酸,前者反应生成硫化氢气体,硫化氢通入硫酸铜溶液产生黑色沉淀,后者不产生硫化氢,而是产生单质硫和一氧化氮气体;根据上述性质可以确定检验试剂,以及预期现象和结论,从而设计合理的实验方案;(4)先根据c•V=n求稀盐酸中溶质的物质的量,再根据n•M=m求稀溶液中溶质的质量,由于稀释前后溶质质量保持不变,然后根据溶质质量除质量分数可求浓盐酸的质量,最后根据浓溶液质量除以密度求浓盐酸的体积,即浓盐酸体积计算表达式==16.8mL;根据量筒的使用方法,25mL规格量筒最接近16.8mL,因此应选择25mL规格。
举一反三
某研究性学习小组为测定某含镁3%一5%的铝镁合金(不含其它元素)中镁的质量分数,设计了下列三种不同实验方案进行探究,请根据他们的设计回答有关问题。
【探究一】实验方案:
问题讨论:(1)实验中发生反应的化学方程式是        
(2)若实验中称取5.4g铝镁合金粉末样品,投入VmL2.0mol/L NaOH溶液中,充分反应。则NaOH溶液的体积V≥         mL。 
(3)实验中,当铝镁合金充分反应后,在称量剩余固体质量前,还需进行的实验操作按顺序依次为          
【探究二】实验方案:称量xg铝镁合金粉末,放在如图所示装置的惰性电热板上,通电使其充分灼烧。
问题讨论:(4)欲计算Mg的质量分数,该实验中还需测定的数据是                

(5)假设实验中测出该数据为yg,则原铝镁合金粉末中镁的质量分数为      (用含x、y代数式表示)。
[探究三]实验方案:
问题讨论:(6)同学们拟选用下边的实验装置完成实验,你认为最简易的装置其连接顺序是:
a接       。(填接口字母,仪器不一定全选。)   

(7)同学们仔细分析(6)中连接的实验装置后,又设计了下左图所示的实验装置。

①装置中导管a的作用是        
②实验前后碱式滴定管中液面读数分别如上右图,则产生氢气的体积为      mL。
③与上左图装置相比,用(6)中连接的装置进行实验时,容易引起误差的原因是    (任写一点)。
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下列物质中,与盐酸、氢氧化钠溶液均能反应,且都生成氢气的是
A.Al2O3B.Al(OH)3C.AlD.(NH4)2CO3

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(1)实验室用二氧化锰跟浓盐酸反应制取氯气的离子方程式为               
(2)高锰酸钾是常用氧化剂,在酸性条件下,MnO4被还原成Mn2+,用高锰酸钾跟浓盐酸反应在室温下制氯气的离子方程式为                                 
(3)历史上曾用“地康法”制氯气,这一方法是用CuCl2作催化剂,在450℃利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气,反应的化学方程式为                                  
(4)现有100 mL AlCl3与MgSO4的混合溶液,分成两等份。
① 向其中一份中加入10 mL 4 mol/L的氨水,恰好完全沉淀,其中AlCl3与氨水反应的离子方程式是          。继续加入1 mol/L NaOH溶液至10 mL时,沉淀不再减少,沉淀减少的离子方程式是          ,减少的沉淀的物质的量是          
② 向另一份中加入a mL 1 mol/LBaCl2溶液能使SO42沉淀完全,a=          
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明矾石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O,还含有少量Fe2O3杂质。利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下:

(1)焙烧炉中发生反应的化学方程式为2Al2(SO4)3+3S2Al2O3+9SO2,该反应的氧化剂是_______。若生成l molAl2O3,则转移的电子数为__________________。
(2)熟料溶解时,反应的离子方程式为___________________________________________。
(3)母液中溶质主要成分的化学式为_____________________________________________。
(4)将标准状况下1.12L炉气通入100mL 0.5mol·L-1NaOH溶液中,得到一种酸性溶液,则该溶液中各种离子浓度由大到小的排列顺序为____________________________。
(5)检验废渣中主要成分的方法是_____________________________________________________(写出操作步骤、现象及结论)。
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元素铝是在生产、生活中应用广泛的金属元素。
(1)从矿石提取氧化铝:矿石与NaOH溶液高温反应,然后降温析出晶体,再经净化和高温煅烧得到氧化铝。降温析出晶体时的反应方程式为:                    

(2)氧化铝是工业电解冶炼铝的重要原料,生产中加入冰晶石(Na3AlF6),其作用是           
工业冶炼铝的装置示意图如右:
①阴极的反应式                        
②在电解池工作过程中,需要不断补充阳极材料,原因是                      
(3)有资料介绍:溶液中铝元素以氢氧化物[用Al(OH)3表示]形式存在的pH范围是3.8~10。现有A、B两种均含铝元素形成的某种离子溶液,其pH分别为1、13,两溶液等体积混合时反应的离子方程式为                                   
(4)一种新型高效净水剂PAFC——聚合氯化铁铝[A1Fe(OH)nCl6-n]m,广泛用于日常生活用水和工业污水的处理。有关PAFC的说法正确的是          。(填选项)
A.PAFC中铁元素显+2价
B.PAFC用于净水时,比用相同量的氯化铝和氯化铁对水的pH改变小
C.PAFC可看作一定比例的氯化铁与氯化铝水解的中间产物
D.PAFC在强酸性和强碱性溶液中都能稳定存在
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