Question

【題目】通過下列實(shí)驗(yàn)探究Na2SO3溶液的性質(zhì)。

(1)實(shí)驗(yàn)Ⅰ：將0.1mol/L Na2SO3溶液先升溫后降溫過程中的pH記錄如下表。實(shí)驗(yàn)過程中，取t1、t4時(shí)刻的溶液，加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，t4產(chǎn)生白色沉淀比t1多。

時(shí)刻	t1	t2	t3	t4
溫度/℃	25	30	40	25
pH	9.66	9.52	9.37	9.25

①用離子方程式表示t1時(shí)刻溶液呈堿性的原因：__________________________。

②根據(jù)t1→t4溶液的pH，結(jié)合平衡移動(dòng)原理，推測t1→t3的過程中pH變化的原因____________。

(2)實(shí)驗(yàn)Ⅱ：研究Na2SO3溶液與酸性KIO3溶液的反應(yīng)。按下表中用量將KIO3溶液、Na2SO3溶液(含淀粉)、H2SO4溶液和H2O混合，記錄溶液變藍(lán)色的時(shí)間t(s)。

編號	0.01mol/LKIO3(mL)	0.01mol/LNa2SO3(含淀粉)(mL)	0.1mol/LH2SO4(mL)	H2O(mL)	t(s)
1	15	15	1	19	68.0
2	20	15	1	14	52.3
3	15	15	5	15	13.1

①反應(yīng)的離子方程式為_____________。

②通過三組實(shí)驗(yàn)對比，得出的結(jié)論是_____________。

(3)實(shí)驗(yàn)Ⅲ：向?qū)嶒?yàn)Ⅱ反應(yīng)后的藍(lán)色溶液中加入少量Na2SO3溶液，藍(lán)色消失，后再次變藍(lán)。結(jié)合化學(xué)方程式解釋產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因_____________。

(4)實(shí)驗(yàn)Ⅳ：將15mL 0.01mol/L KIO3溶液、1mL 0.1mol/L H2SO4溶液、8mL0.01mol/L KI溶液和_____________混合，混合溶液在4s后即變藍(lán)。本實(shí)驗(yàn)證明了I－是Na2SO3溶液與酸性KIO3溶液反應(yīng)的催化劑。

Answer 1

【答案】SO32－＋H2OHSO3－＋OH－ 溫度升高使平衡正向移動(dòng)，c(SO32－)降低使平衡逆向移動(dòng)，后者影響大于前者，故t1→t3的過程中pH逐漸降低 5SO32－＋2IO3－＋2H＋＝5SO42－＋I2＋H2O 探究IO3－濃度、H＋濃度對反應(yīng)速率的影響。濃度越大，速率越快 加入Na2SO3溶液后藍(lán)色消失：SO32－＋I2＋H2O＝SO42－＋2I－＋2H＋。后I－被過量KIO3再次氧化為I2，藍(lán)色復(fù)現(xiàn) 15mL 0.01mol/L Na2SO3(含淀粉)、11mL H2O

【解析】

實(shí)驗(yàn)Ⅰ：據(jù)圖表可知溫度升高過程中溶液pH值減小，溫度恢復(fù)后pH依然比原來要小，且加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，t4產(chǎn)生白色沉淀比t1多，說明該過程中亞硫酸根被氧氣氧化生成硫酸根。

(1)①亞硫酸鈉溶液中存在亞硫酸根的水解SO32－＋H2OHSO3－＋OH－，所以溶液顯堿性；

②根據(jù)t4產(chǎn)生白色沉淀比t1多，可知溫度變化過程中氧氣將亞硫酸根氧化導(dǎo)致c(SO32－)降低；溫度升高，SO32－＋H2OHSO3－＋OH－平衡正向移動(dòng)， c(SO32－)降低使平衡逆向移動(dòng)，后者影響大于前者，故t1→t3的過程中pH逐漸降低；

(2)①反應(yīng)中亞硫酸根被碘酸根氧化成硫酸根，溶液變藍(lán)說明碘酸根被還原成碘單質(zhì)，結(jié)合電子守恒和元素守恒可得方程式為5SO32－＋2IO3－＋2H＋＝5SO42－＋I2＋H2O；

②1組和2組對比，變量為IO3－的濃度，且濃度越大反應(yīng)速率越快；1組和3組對比，變量為H＋的濃度，且濃度越大反應(yīng)速率越快，所以三組實(shí)驗(yàn)對比得出結(jié)論：探究IO3－濃度、H＋濃度對反應(yīng)速率的影響。濃度越大，速率越快；

(3)加入Na2SO3溶液后藍(lán)色消失說明碘單質(zhì)將亞硫酸根氧化，發(fā)生反應(yīng)：SO32－＋I2＋H2O＝SO42－＋2I－＋2H＋，后I－被過量KIO3再次氧化為I2，藍(lán)色復(fù)現(xiàn)；

(4)前三組實(shí)驗(yàn)溶液總體積為15mL+15mL+1mL+19mL=50mL；該組實(shí)驗(yàn)要證明I－是Na2SO3溶液與酸性KIO3溶液反應(yīng)的催化劑，所以與1組相比，變量應(yīng)只有KI的濃度，則需要加入15mL 0.01mol/L Na2SO3(含淀粉)，此時(shí)溶液體積為15mL+1mL+8mL+15mL=39mL，則還需要添加11mL水。