1、
二氧化氯(ClO2)是极易溶于水且不发生化学反应的黄绿色气体,沸点为11℃,可用于处理含硫废水.某小组在实验室中探究ClO2与Na2S的反应.回答下列问题:
(1)ClO2的制备(已知SO2+2NaClO3+H2SO4═2ClO2↑+2NaHSO4)置A中反应的化学方程式为______ . ②欲收集干燥的ClO2 , 选择图1中的装置,其连接顺序为a→______(按气流方向,用小写字母表示)
③装置D的作用是______ .
(2)ClO2与Na2S的反应 将上述收集到的ClO2用N2稀释以增强其稳定性,并将适量的稀释后的ClO2通入图2所示装置中充分反应,得到无色澄清溶液.一段时间后,通过下列实验探究I中反应的产物.
操作步骤 | 实验现象 | 结论 |
取少量I中溶液于试管甲中,滴加品红溶液和盐酸 | 品红始终不褪色 | ①无_______生成 |
另取少量I中溶液于试管乙中,加入Ba(OH)2溶液,振荡 | ②______ | 有SO42﹣ |
③继续在试管乙中滴加Ba(OH)2溶液至过量,静置,取上层清液于试管丙中,______ | 有白色沉淀生成 | 有Cl﹣生成 |
④ClO2与Na2S反应的离子方程式为______ .
(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+H2O;g→h→b→c→e→f→d;冷凝并收集ClO2
(2)SO2(或HSO3﹣或SO32﹣);白色沉淀;加入足量稀硝酸酸化的硝酸银溶液;8ClO2+5S2﹣+4H2O=8Cl﹣+5SO42﹣+8H+
解:(1)①装置 A 中反应Cu与浓硫酸制备二氧化硫,化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+H2O;所以答案是:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+H2O;②二氧化硫从a进入装置B中反应,为防止倒吸,故应在之前有安全瓶,则a→g→h,为反应充分,故再连接B装置中的b,二氧化氯沸点较低,故在D中冰水浴收集,为充分冷却,便于收集,故连接e,最后用氢氧化钠吸收未反应完的二氧化硫,防止污染空气,连接顺序为:a→g→h→b→c→e→f→d; 所以答案是:g→h→b→c→e→f→d;③装置D的作用为冷凝并收集ClO2;所以答案是:冷凝并收集ClO2;(2)将适量的稀释后的 ClO2 通入如图2所示装置中充分反应,得到无色澄清溶液,①取少量I中溶液于试管甲中,滴加品红溶液和盐酸,品红始终不褪色,说明溶液中无SO2(或HSO3﹣或SO32﹣)生成;所以答案是:SO2(或HSO3﹣或SO32﹣);②另取少量I中溶液于试管乙中,加入Ba(OH)2溶液,振荡,有SO42﹣生成,硫酸根与钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀;所以答案是:白色沉淀;③结论为有Cl﹣生成,有白色沉淀生成,氯化银为不溶于酸的白色沉淀,检验氯离子,故操作为:继续在试管乙中滴加Ba(OH)2溶液至过量,静置,取上层清液于试管丙内加入足量稀硝酸酸化的硝酸银溶液;所以答案是:加入足量稀硝酸酸化的硝酸银溶液;④由上述分析可知ClO2 与 Na2S 反应有氯离子、硫酸根离子的生成,故发生的离子方程式为:8ClO2+5S2﹣+4H2O=8Cl﹣+5SO42﹣+8H+;所以答案是:8ClO2+5S2﹣+4H2O=8Cl﹣+5SO42﹣+8H+ .
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