Question

【題目】SO2的防治與利用對于環(huán)境保護意義重大。某小組在實驗室中對SO2的性質(zhì)及回收利用等相關(guān)問題進行探究。

（1）用下圖裝置制備純凈的SO2，發(fā)生裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為________，裝置的連接順序為：a→________（按氣流方向，用小寫字母表示）

（2）用如圖裝置探究SO2的性質(zhì)。限選試劑：NaOH溶液、稀H2SO4、H2O2溶液、FeCl3溶液、 淀粉-KI溶液、新制H2S溶液。

操作步驟	實驗現(xiàn)象	解釋原因
用注射器將新制H2S溶液注入充滿SO2的燒瓶	產(chǎn)生乳白色渾濁	+4價S有_______性
用注射器將_______溶液注入充滿SO2的燒瓶	_______	+4價S有還原性，反應(yīng)的離子方程式為_______

（3）工業(yè)上回收利用SO2的一種途徑是：

該小組在實驗室探究步驟Ⅱ時，一定條件下向100mL c0mol·L－1的(NH4)2SO3溶液通入空氣后，欲測定溶液中(NH4)2SO3的氧化率(α)。

①為該小組設(shè)計實驗方案（不必描述操作過程的細節(jié)，物理量的數(shù)值用字母表示）：______________________________________________________________________________

②α =________×100%（用實驗方案中的物理量表示）。

Answer 1

【答案】 H2SO4+2NaHSO3 2SO2↑+2H2O+Na2SO4或H2SO4+NaHSO3 SO2↑+H2O+NaHSO4 b→c→g→f→d 氧化 FeCl3 溶液由棕黃色變成淺綠色 SO2+2Fe3++2H2O SO42—+2Fe2++4H+ 方案1：取20.00mL反應(yīng)后的溶液于錐形瓶中，用濃度為c mol·L－1的KMnO4標準溶液滴定，重復(fù)滴定三次，平均消耗KMnO4溶液的體積是VmL或方案2：向反應(yīng)后的溶液中加入過量鹽酸，再加入足量BaCl2溶液，將沉淀過濾、洗滌、干燥、稱量，質(zhì)量為mg 或

【解析】⑴. 硫酸的酸性大于亞硫酸，亞硫酸氫鈉與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫和水或硫酸氫鈉、二氧化硫和水，反應(yīng)方程式為：H2SO4+2NaHSO3 = 2SO2↑+2H2O+Na2SO4或H2SO4+NaHSO3 = SO2↑+H2O+NaHSO4，二氧化硫為酸性氣體，制取的二氧化硫中含有水蒸氣，可用濃硫酸進行干燥，所以a→b，二氧化硫密度大于空氣，收集時應(yīng)采用向上排空氣法收集，需長管進、短管出，所以c→g，二氧化硫是有毒的氣體，需進行尾氣處理，可用堿石灰吸收，所以f→d，故答案為：H2SO4+2NaHSO3 = 2SO2↑+2H2O+Na2SO4或H2SO4+NaHSO3 = SO2↑+H2O+NaHSO4；b→c→g→f→d；

⑵. 硫化氫和二氧化硫發(fā)生價態(tài)歸中反應(yīng)生成單質(zhì)硫，產(chǎn)生乳白色渾濁，二氧化硫中的硫元素化合價從+4價降低為0價，說明二氧化硫中+4價的硫具有氧化性；要證明+4價的硫具有還原性，需在提供的試劑中選擇氧化劑，因H2O2在反應(yīng)前后無明顯現(xiàn)象，應(yīng)選擇氯化鐵，Fe3+具有氧化性，與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)：SO2+2Fe3++2H2O = SO42—+2Fe2++4H+，含Fe3+的溶液呈棕黃色，含Fe2+的溶液呈淺綠色，可觀察到溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，故答案為：氧化；FeCl3；溶液由棕黃色變成淺綠色；SO2+2Fe3++2H2O =SO42—+2Fe2++4H+；

⑶. ①. 在一定條件下向100mL c0mol·L－1的(NH4)2SO3溶液通入空氣后，可通過測定溶液中的亞硫酸根離子或硫酸根離子的物質(zhì)的量來測定溶液中(NH4)2SO3的氧化率，所以可設(shè)計兩個方案，分別為：方案1：測定溶液中亞硫酸根離子的量，取20.00mL反應(yīng)后的溶液于錐形瓶中，用濃度為c mol·L－1的KMnO4標準溶液滴定，重復(fù)滴定三次，平均消耗KMnO4溶液的體積是VmL；方案2：測定溶液中硫酸根離子的量，向反應(yīng)后的溶液中加入過量鹽酸，再加入足量BaCl2溶液，將沉淀過濾、洗滌、干燥、稱量，質(zhì)量為mg，故答案為：方案1：取20.00mL反應(yīng)后的溶液于錐形瓶中，用濃度為c mol·L－1的KMnO4標準溶液滴定，重復(fù)滴定三次，平均消耗KMnO4溶液的體積是VmL或方案2：向反應(yīng)后的溶液中加入過量鹽酸，再加入足量BaCl2溶液，將沉淀過濾、洗滌、干燥、稱量，質(zhì)量為mg；

②. 若采用方案1測定溶液中亞硫酸根離子的物質(zhì)的量，SO32－被高錳酸鉀氧化生成SO42－，反應(yīng)的離子方程式為：5SO32－＋2MnO4－＋6H＋=5SO42－＋2Mn2＋＋3H2O，重復(fù)滴定三次，平均消耗高錳酸鉀的體積為VmL，溶液中亞硫酸根離子的物質(zhì)的量為：(cV×10－3)mol，則氧化率(α)=×100%=×100%，若采用方案2，向反應(yīng)后的溶液中加入過量的鹽酸，先將剩余的亞硫酸根離子除去，再加入足量的氯化鋇溶液，生成硫酸鋇沉淀，將沉淀過濾、洗滌、干燥、稱量，質(zhì)量為mg，則氧化率(α)=×100%=×100%，故答案為：或。