Question

13．汽車尾氣中二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物是霧霾主要組成．某課題組用汽車尾氣為原料探究二氧化硫、氮氧化物的化學(xué)性質(zhì)．
I．汽車尾氣（含有烴類、CO、SO₂與NO等物質(zhì)），冶理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉(zhuǎn)換器”（用鉑、鈀合金作催化劑）．它的特點是使CO與NO反應(yīng)，生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒及SO₂的轉(zhuǎn)化．寫出一氧化碳與一氧化氮反應(yīng)的化學(xué)方程式：2CO+2NO?2CO₂+N₂
Ⅱ．課題組欲在綠色環(huán)保的條件下探究大氣污染物SO₂的性質(zhì)，設(shè)計如圖實驗裝置．請回答：

（1）B、C、D分別用于檢驗SO₂的漂白性、還原性和氧化性，則B中所盛試劑為品紅溶液；
C中反應(yīng)的離子方程式為SO₂+Br₂+2H₂O═SO₄^2-+2Br^-+4H⁺．
（2）為了實現(xiàn)綠色環(huán)保的目標(biāo)，制取SO₂裝置最好選擇A₂．（A₁或A₂裝置）用氨水吸收尾氣中的SO₂，“吸收液”中可能含有OH^-、SO₃^2-、SO₄^2-、HSO₃^-等陰離子．請回答：
（3）氨水吸收過量SO₂的反應(yīng)的離子方程式為NH₃•H₂O+SO₂=NH₄⁺+HSO₃^-．
（4））已知亞硫酸氫鹽一般易溶于水，SO₂也易溶于水．現(xiàn)有儀器和試劑為：小燒杯、試管、玻璃棒、膠頭滴管、過濾裝置和濾紙；2mol/L鹽酸、2mol/LHNO₃、1mol/LBaCl₂溶液、l mol/LBa（OH）₂溶液、品紅溶液、蒸餾水．請設(shè)計實驗證明“吸收液”中存在SO₃^2-、HSO₃^-，完成下表的實驗操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論：

實驗操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1：取適量“吸收液”于小燒杯中，用膠頭滴管取l mol/L BaCl2溶液向小燒杯滴加直至過量．	若出現(xiàn)白色渾濁，則溶液中存在SO32-或 SO42-．
步驟2：將小燒杯中的濁液過濾、洗滌，再用適量水把附在濾紙上的固體沖入另一小燒杯中；向沖下的固體滴入1滴品紅，再滴入過量2 mol/L鹽酸，振蕩 用試管取適量濾液，向其中滴入過量l mol/LBa（OH）2溶液（或1滴品紅，再滴入2-3滴2 mol/L鹽酸），振蕩． 步驟3：	若品紅褪色（或有氣泡）則存在SO32- 若出現(xiàn)白色沉淀（或品紅褪色或有氣泡），則存在HSO3-

Answer 1

分析 I．依據(jù)題意一氧化碳與一氧化氮反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，可知產(chǎn)物為氮氣和二氧化碳，據(jù)此寫出方程式；
II．（1）銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成二氧化硫氣體，B、C、D分別用于檢驗SO₂的漂白性、還原性和氧化性．其中C、D分別為碘水和硫化氫的水溶液，檢驗二氧化硫漂白性可以通過品紅試液；二氧化硫具有還原性，和碘單質(zhì)反應(yīng)生成硫酸和碘化氫；
（2）A₂的制取裝置來代替A₁裝置，可以不需要加熱或節(jié)約能源或藥品，用分液漏斗加入硫酸可以控制反應(yīng)速率，易于控制反應(yīng)進行；
（3）過量二氧化硫和氨水反應(yīng)生成亞硫酸氫銨；
（4）依據(jù)SO₃^2-和HSO₃^-離子的性質(zhì)和檢驗方法設(shè)計實驗進行檢驗設(shè)計；結(jié)合題干信息和條件，取少量于小燒杯中加入過量氯化鋇反應(yīng)生成沉淀為亞硫酸鋇或硫酸鋇沉淀；取沉淀加入酸的生成二氧化硫，通過檢驗二氧化硫的存在方法驗證亞硫酸根離子的存在；取濾液依據(jù)亞硫酸氫根離子和酸反應(yīng)可以生成二氧化硫，檢驗二氧化硫完成實驗設(shè)計，或通過亞硫酸氫根離子和氫氧化鋇反應(yīng)生成沉淀分析判斷．

解答 解：I．一氧化碳與一氧化氮在催化劑的作用下反應(yīng)生成二氧化碳和氮氣，方程式：2CO+2NO?2CO₂+N₂，故答案為：2CO+2NO?2CO₂+N₂；
II．（1）依據(jù)裝置圖可知，銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成二氧化硫氣體，B、C、D分別用于檢驗SO₂的漂白性、還原性和氧化性．其中C、D分別為碘水和硫化氫的水溶液，C檢驗二氧化硫的還原性，D檢驗二氧化硫的氧化性，檢驗二氧化硫漂白性可以通過品紅試液，品紅褪色是二氧化硫氣體的特性；二氧化硫具有還原性，和碘單質(zhì)反應(yīng)生成硫酸和碘化氫；反應(yīng)的兩種方程式為：SO₂+I₂+2H₂O═SO₄^2-+2I^-+4H⁺；
故答案為：品紅溶液； SO₂+I₂+2H₂O═SO₄^2-+2I^-+4H⁺；
（2）裝置圖分析可知，A₂的制取裝置來代替A₁裝置，可以不需要加熱或節(jié)約能源或藥品，用分液漏斗加入硫酸可以控制反應(yīng)速率，易于控制反應(yīng)進行；或反應(yīng)更充分，
故答案為：A₂；
（3）氨水吸收過量SO₂的反應(yīng)的離子方程式為NH₃•H₂O+SO₂═NH₄⁺+HSO₃^-；
故答案為：NH₃•H₂O+SO₂═NH₄⁺+HSO₃^-；
（4）依據(jù)SO₃^2-和HSO₃^-離子的性質(zhì)和檢驗方法設(shè)計實驗進行檢驗設(shè)計；結(jié)合題干信息和條件，取少量于小燒杯中加入過量氯化鋇反應(yīng)生成沉淀為亞硫酸鋇或硫酸鋇沉淀；取沉淀加入酸的生成二氧化硫，通過檢驗二氧化硫的存在方法驗證亞硫酸根離子的存在；取濾液依據(jù)亞硫酸氫根離子和酸反應(yīng)可以生成二氧化硫，檢驗二氧化硫完成實驗設(shè)計，或通過亞硫酸氫根離子和氫氧化鋇反應(yīng)生成沉淀分析判斷；實驗設(shè)計方法和步驟為：

實驗操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟2：滴入1滴品紅，再滴入過量2 mol/L鹽酸，振蕩	若品紅褪色（或有氣泡）則存在SO32-
步驟3：用試管取適量濾液，向其中滴入過量l mol/LBa（OH）2溶液（或1滴品紅，再滴入2-3滴2 mol/L鹽酸），振蕩	若出現(xiàn)白色沉淀（或品紅褪色或有氣泡），則存在HSO3-

，故答案為：

實驗操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟2：滴入1滴品紅，再滴入過量2 mol/L鹽酸，振蕩	若品紅褪色（或有氣泡）則存在SO32-
步驟3：用試管取適量濾液，向其中滴入過量l mol/LBa（OH）2溶液（或1滴品紅，再滴入2-3滴2 mol/L鹽酸），振蕩	若出現(xiàn)白色沉淀（或品紅褪色或有氣泡），則存在HSO3-

點評 本題考查了二氧化硫性質(zhì)的實驗驗證方法和實驗設(shè)計分析步驟，掌握實驗基礎(chǔ)和離子性質(zhì)、離子檢驗方法，正確選擇試劑，描述反應(yīng)現(xiàn)象，題目難度中等．