Question

（17分）某同學受2Mg＋CO₂ 2MgO＋C的啟發，用如圖所示的裝置進行Mg和SO₂的實驗。

（1）選擇制取SO₂的合適試劑：_____________。
①10%的H₂SO₄溶液 ②80%的H₂SO₄溶液   ③Na₂SO₃固體     ④CaSO₃固體
（2）寫出裝置B中發生的主要反應的化學方程式：____________
（3）有同學認為本實驗應在鎂下方墊一不銹鋼片，理由是______________
（4）你認為該裝置是否有不足之處？__________如果有，請列出兩點：_________、________。
（5）對于反應后試管C中的成份某同學提出如下假設：
假設①全部是NaSO₃                             假設②全部是NaHSO₃
假設③_____________________               假設④_____________________
請補充完善假設。并將下表實驗檢驗設計及結論補充完整。

實驗操作	預期現象	結論
（1）取少許反應后試管C中的溶液加入足量的BaCl2溶液	無白色沉淀產生	證明假設_______是正確的
（2）若有白色沉淀產生再檢測（1）的上層溶液的PH	若PH>7	證明__________正確
	若PH=7 若PH<7	證明__________正確 證明__________正確

Answer 1

（1）②③（1分）
（2）3Mg＋SO₂2MgO＋MgS    (2Mg＋2SO₂2MgO+S  Mg+SMgs) （2分）
（3）SiO₂是酸性氧化物 所以Mg與玻璃中的SiO₂能發生反應，故不能直接接觸（2分）
（4）有（1分） 在A與B之間未連接一干燥裝置；C裝置未與大氣相通
未放設計防倒吸裝置（寫兩點即可）（2分）
（5）Na₂SO₃和NaHSO₃的混合物 （1分） NaSO₃和NaOH的混合物（1分）
假設①正確。（2分）
若 PH > 7 則溶液是Na₂SO₃和NaOH的混合物（1分）
PH < 7 則說明是NaHSO₃的Na₂SO₃的混合物（1分）
PH=7 則說明是Na₂SO₃（1分）

（1）實驗室制取SO₂，常用亞硫酸鈉固體和濃硫酸反應，所以答案選②③。
（2）根據2Mg＋CO₂ 2MgO＋C可知，鎂和SO₂反應生成物應該是氧化鎂和單質硫，由于在高溫下鎂還可以繼續和硫反應生成硫化鎂，所以方程式為3Mg＋SO₂2MgO＋MgS。
（3）由于玻璃中含有二氧化硅，而SiO₂是酸性氧化物因此Mg能與玻璃中的SiO₂能發生反應，所以不能直接接觸。
（4）由于在高溫下鎂也能與水蒸氣反應，而生成的SO₂沒有干燥，所以應該在在A與B之間未連接一干燥裝置；SO₂易溶于水，導管口直接插入氫氧化鈉溶液中易造成倒吸。
（5）由于亞硫酸是二元酸，與氫氧化鈉反應可以生成正鹽，也可以生成酸式鹽。所以根據題意兩種。例外設應該是Na₂SO₃和NaHSO₃的混合物和NaSO₃和NaOH的混合物。亞硫酸鈉能和氯化鋇反應產生沉淀，所以如果沒有產生沉淀，則沒有亞硫酸鈉。由于氫氧化鈉是強堿，亞硫酸氫鈉溶于水顯酸性，所以可以通過測定上層清液的pH值來進一步鑒別。即若 PH > 7 則溶液是Na₂SO₃和NaOH的混合物；PH < 7 則說明是NaHSO₃的Na₂SO₃的混合物；PH=7 則說明是Na₂SO₃。