Question

某同學欲研究SO₂的性質．
（1）將相關的含硫物質分為如表所示3組，則第2組中物質X的化學式是

 

．

第1組	第2組	第3組
S（單質）	SO2、X、Na2SO3、NaHSO3	SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4

（2）實驗室制取SO₂的化學方程式為

 

．
（3）利用下圖所示的裝置研究SO₂的性質：（熔點：SO₂-76.1℃，SO₃ 16.8℃，沸點：SO₂-10℃，SO₃ 45℃）．

①裝置Ⅰ模擬工業(yè)生產中SO₂催化氧化的反應，其化學方程式是

 

．
②甲同學按Ⅰ、Ⅱ、III、Ⅳ的順序連接裝置，裝置Ⅱ的作用是

 

； 裝置Ⅲ中溶液逐漸褪色，生成Mn²⁺，則該反應的離子方程式是

 

．
③乙同學按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的順序連接裝置，若裝置Ⅳ中有40mL 2.5mol?L^-1 NaOH溶液，反應后增重4.8g，則產物（水除外）的物質的量之比是

 

．

Answer 1

考點：探究二氧化硫與水和品紅溶液的反應

專題：實驗設計題

分析：（1）將相關的含硫物質依據硫元素化合價分組，第2組物質中硫元素的化合價都是+4價，判斷X為+4價的酸為H₂SO₃ ；
（2）實驗室一般用亞使硫酸鈉與稀硫酸反應制取二氧化硫；
（3）①二氧化硫催化氧化產物是三氧化硫；
②冰水浴溫度下，三氧化硫呈固體狀態(tài)，二氧化硫具有還原性，可以被高錳酸鉀氧化；
③二氧化硫是酸性氧化物，可以和氫氧化鈉反應，根據已知量的關系書寫方程式，求解產物（水除外）的物質的量之比．

解答： 解：（1）將相關的含硫物質依據硫元素化合價分組，依據第2組物質中硫元素的化合價都是+4價，按照氧化物、酸、鹽的順序排列下來，判斷X為+4價的酸為H₂SO₃ ；
故答案為：H₂SO₃ ；
（2）實驗室用亞硫酸鈉與稀硫酸反應制取二氧化硫氣體，反應的化學方程式為：Na₂SO₃+H₂SO_4（濃）═SO₂↑+Na₂SO₄+H₂O，
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO_4（濃）═SO₂↑+Na₂SO₄+H₂O；
（3）①二氧化硫催化氧化產物是三氧化硫，即2SO₂+O₂

催化劑

△

2SO₃，故答案為：2SO₂+O₂

催化劑

△

2SO₃；
②在冰水浴溫度下，三氧化硫呈固體狀態(tài)，所以裝置Ⅱ的作用是使SO₃凝結成固體與SO₂分離，二氧化硫具有還原性，可以被高錳酸鉀氧化，發(fā)生的反應為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，
故答案為：使SO₃凝結成固體與SO₂分離；5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；
③二氧化硫是酸性氧化物，可以和氫氧化鈉反應，二氧化硫物質的量和氫氧化鈉物質的量進行分析判斷生成產物，若n（SO₂）：n（NaOH）=1：2反應按照反應：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；若n（SO₂）：n（NaOH）=1：1，反應按照反應SO₂+NaOH=NaHSO₃；裝置IV中有40mL 2.5mol?L^-1NaOH溶液中n（NaOH）=0.1mol，n（SO₂）=

4.8g

64g/mol

=0.075mol；n（SO₂）：n（NaOH）=0.075：0.1=3：4，所以生成產物為亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉，反應的化學方程式為：3SO₂+4NaOH═Na₂SO₃+2NaHSO₃+H₂O，亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉物質的量之比為1：2，
故答案為：1：2．

點評：本題考查了物質分類方法，規(guī)律總結，實驗過程分析判斷，化學方程式和離子方程式的書寫，反應產物的分析判斷，題目難度中等，注意（3）③量不同產物不同．