Question

實驗室可用碳酸鈉合成亞硫酸鈉晶體。有關裝置如圖1-5-11所示：

圖1-5-11

將17 g Na₂CO₃溶于80 mL水中，分裝在C、D中，再將25 g銅屑放入圓底燒瓶中，將60 mL濃硫酸和10 mL水的混合液裝在分液漏斗中，逐滴加入硫酸后，小心加熱使SO₂逐漸產生(注意控制氣量大小和反應速率的快慢)。將SO₂通入Na₂CO₃溶液中至飽和，在合并C、D兩瓶所得的溶液中，慢慢加入17 g Na₂CO₃，蒸發濃縮，冷卻后得亞硫酸鈉晶體。試完成：

(1)如何配制60 mL濃硫酸與10 mL水的混合液？

答：_________________________________________________________________。

(2)裝置B中濃硫酸的作用：____________________________________________________

_____________________________________________________________________。

(3)Na₂CO₃溶液要分裝在C、D兩瓶中的理由是______________，發生反應的離子方程式為_____________________________________________________________________。

(4)控制SO₂產生速率的方法是___________________________________________________

_____________________________________________________________________。

(5)通SO₂結束后，加Na₂CO₃的目的是___________________________________________

_____________________________________________________________________。

Answer 1

解析:問題(1)是初中就學過的濃硫酸的稀釋，學生解答起來本來沒有什么難度，但是題目增加了量的概念，許多同學在解答時沒有考慮到這一問題，造成不必要的錯誤。

    問題(2)是學生失分最多的一問，很多同學一見到濃硫酸就考慮到干燥氣體，而沒有考慮實際問題。C裝置中為水溶液，在此之前干燥氣體是沒有什么用處的。B裝置唯一的作用是可根據放出氣泡的快慢判斷SO₂的生成速率。

    問題(3)的第一個空是十分簡單的，問題的關鍵在反應的離子方程式上，按照酸性強弱及其量的多少分析，C裝置中離子發生反應的先后順序為：

①SO₂++H₂O====+

②SO₂++H₂O====

③SO₂+====CO₂+

當發生反應③時C裝置放出氣體進入D裝置，D裝置中開始發生離子反應：

④CO₂++H₂O====

⑤SO₂+====CO₂+

    其中③④幾乎同時發生，而⑤是在③④反應完全以后才能發生。有的同學在作答時不考慮酸性的強弱就寫出了反應的離子方程式：SO₂+====CO₂+，這其中隱含的因素便是的酸性比碳酸強，而事實上是碳酸酸性更強。

    很多學生見到問題(4)首先就想到了控制硫酸滴下的速率來控制整個反應的速率。殊不知濃硫酸與銅單質在常溫下幾乎不反應，所以滴加得再多速率也幾乎不發生變化。而應該通過加熱來進行控制。

    問題(5)本來是沒有什么難度的，很多同學也能答出正確答案：使NaHSO₃轉化為Na₂SO₃。但是很多同學想答得完美一些，就順手寫出了反應的化學方程式：

    SO₂+Na₂CO₃====CO₂+Na₂SO₃

    這樣就犯了與(3)一樣的錯誤，反而不能得分，因為對反應本質的理解是錯誤的。

答案:(1)量取10 mL蒸餾水放在燒杯中，沿玻璃棒將60 mL濃硫酸慢慢倒入水中，同時不斷攪拌

(2)可根據放出氣泡的快慢判斷SO₂的生成速率

(3)充分吸收SO₂  2SO₂++H₂O====CO₂+

(4)觀察B瓶中出現氣泡的快慢，用加熱控制速率，當B中氣泡放出太快，可移去酒精燈，待緩和后再用小火加熱

(5)使NaHSO₃轉化為Na₂SO₃