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专题强化练二十二 化学实验综合题
1.(2023·广东统考二模)某研究性学习小组探究硫的化合物的制备和性质。
Ⅰ.制备二氧化硫
用70%的浓硫酸与Na2SO3固体反应制备SO2气体。
(1)制备SO2气体最合适的发生装置是 ______ (填写字母)。
Ⅱ.制备硫代硫酸钠
已知:硫代硫酸钠易与酸反应。
反应原理:4SO2+Na2CO3+2Na2S===3Na2S2O3+CO2
室温时,往Na2S、Na2CO3混合溶液中均匀通入SO2气体,一段时间后,溶液中有大量黄色浑浊物出现,然后浑浊物开始由黄变浅,当混合溶液pH接近于7时,停止通入SO2气体。
(2)制备Na2S2O3反应分三步进行
反应ⅰ:Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2;
反应ⅱ:3SO2+2Na2S===3S↓+2Na2SO3;
反应ⅲ的化学方程式为 __________________ 。
(3)当pH接近于7时,停止通入SO2的原因是 __________________ 。
Ⅲ.探究浓度对反应速率的影响
相同温度下,按下表中的体积将0.1 mol·L-1Na2S2O3溶液、0.1 mol·L-1H2SO4溶液与蒸馏水混合,并采集反应后浑浊度传感器数据。
实验标号
V(Na2S2O3)/mL
V(H2SO4)/mL
V(蒸馏水)/mL
A
1.5
3.5
10
B
2.5
3.5
9
C
3.5
3.5
8
D
3.5
2.5
9
E
3.5
1.5
10
通过实验绘制出的浑浊度随时间变化关系如图所示:
(4)①实验C、D、E探究 ________ 溶液浓度对反应速率的影响。
②结合图像分析,Na2S2O3溶液、H2SO4溶液二者相比, ________ 溶液浓度的改变对化学反应速率的影响更大。
③请在图中画出实验C对应的曲线 ________ 。
Ⅳ.探究性质
资料:IO在酸性溶液中氧化I-,反应为:IO+5I-+6H+===3I2+3H2O。
向某浓度的过量KIO3酸性溶液(含淀粉)中通入一定量后,停止通气,刚开始时溶液无明显变化,t秒后溶液突然变蓝。
(5)某实验小组提出假设:t秒前生成了I2,但I2继续与溶液中的SO2反应,且该反应速率较快,故溶液没有立刻变蓝,请写出SO2与I2反应的离子方程式 ________________ 。
(6)为验证该实验小组的假设合理,设计下面实验:
操作:向变蓝色的溶液中 ________ ;现象:蓝色迅速消失,一段时间后再次变蓝。
解析:由题意可知,该实验的实验目的是制备二氧化硫和硫代硫酸钠,并探究浓度对硫代硫酸钠溶液与酸反应的反应速率的影响和硫代硫酸钠的还原性。
(1)70%的浓硫酸与亚硫酸钠固体反应制备二氧化硫的反应为易溶于水的亚硫酸钠与70%的浓硫酸不加热制备易溶于水的二氧化硫的反应,所以制备装置应选择固液不加热的反应装置C,故选C;
(2)由题意可知,反应ⅲ发生的反应为反应生成的硫与亚硫酸钠溶液反应生成硫代硫酸钠,反应的化学方程式为Na2SO3+S===Na2S2O3;
(3)溶于水的二氧化硫能与水反应生成亚硫酸使溶液呈酸性,硫代硫酸钠在酸性溶液中会发生歧化反应生成硫、二氧化硫和水,所以为防止硫代硫酸钠发生歧化反应造成损耗,所以当溶液pH接近于7时,停止通入二氧化硫;
(4)①由表格数据可知,实验C、D、E中溶液总体积和硫代硫酸钠溶液的体积相同,而稀硫酸和蒸馏水的体积不同,则由探究实验变量唯一化原则可知,实验C、D、E探究稀硫酸溶液浓度对反应速率的影响;②由图可知,实验D出现浑浊度的时间少于实验B,说明硫代硫酸钠溶液的浓度的改变对化学反应速率的影响更大;
③由表格数据可知,溶液总体积和硫代硫酸钠溶液体积相同时,实验C中稀硫酸的体积大于实验D,说明稀硫酸溶液的浓度大于实验D,反应速率快于实验D,出现浑浊度的时间少于实验D,则实验C对应的曲线如图所示:;
(5)由题意可知,二氧化硫与碘水反应生成氢碘酸和硫酸,反应的离子方程式为SO2+I2+2H2O===2I-+SO+4H+;
(6)由题给信息可知,向变蓝色的溶液中通入少量二氧化硫,溶液蓝色迅速消失,一段时间后再次变蓝说明该实验小组提出的假设合理。
答案:(1)C
(2)Na2SO3+S===Na2S2O3
(3)若SO2过量,溶液呈酸性,Na2S2O3会发生歧化反应被损耗
(4)①H2SO4 ②Na2S2O3 ③
(5)SO2+I2+2H2O===2I-+SO+4H+
(6)通入少量SO2
2.纯ClO2遇热易发生分解,工业上通常制成NaClO2固体以便运输和储存。制备NaClO2的实验装置如图所示(夹持装置省略),其中A装置制备ClO2,C装置用于制备NaClO2。回答下列问题:
(1) 仪器a的名