Question

16．實(shí)驗(yàn)小組為探究SO₂的漂白性和還原性，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)．
完成下列填空：
（1）實(shí)驗(yàn)室用亞硫酸鈉粉末跟硫酸制取二氧化硫，有下列三種硫酸溶液，應(yīng)選用b（選填編號），其理由是98%濃硫酸中c（H⁺）小不易反應(yīng)，10%硫酸溶液水含量高不易使SO₂放出．
a．98%濃硫酸       b．70%硫酸        c．10%稀硫酸
?．漂白性
（2）用如圖所示裝置（氣密性良好）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到如下現(xiàn)象：
ⅰ中紅色褪去、
ⅱ中無變化．
①足量堿石灰的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入ⅱ中干擾實(shí)驗(yàn)，吸收二氧化硫防污染．
②從實(shí)驗(yàn)中可知使品紅的水溶液褪色的微�？赡苁荋₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-．
（3）實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)如下：取等量相同濃度的品紅水溶液于兩支試管中，再分別加入少量Na₂SO₃固體和NaHSO₃固體，兩支試管中的品紅都褪色，于是得出結(jié)論：使品紅褪色的微粒肯定是HSO₃^-或SO₃^2-．你認(rèn)為這一結(jié)論是否正確不正確，理由是因?yàn)镾O₃^2-離子和HSO₃^-離子都會水解生成H₂SO₃．
??．還原性
（4）將SO₂通入FeCl₃溶液中，使其充分反應(yīng)．
①SO₂與FeCl₃反應(yīng)的離子方程式是2Fe³⁺+SO₂+2H₂O→2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，如何檢驗(yàn)該反應(yīng)所得含氧酸根離子取少量反應(yīng)混合液，加入鹽酸酸化后加氯化鋇，產(chǎn)生白色沉淀，混合液中即含有SO₄^2-．
②實(shí)驗(yàn)中觀察到溶液由黃色變?yōu)榧t棕色，靜置一段時間，變?yōu)闇\綠色．
已知：紅棕色為FeSO₃（墨綠色難溶物）與FeCl₃溶液形成的混合色；Fe³⁺可氧化SO₃^2-．則②中紅棕色變?yōu)闇\綠色的原因是混合液中存在平衡FeSO₃（s）?Fe²⁺（aq）+SO₃^2-（aq），F(xiàn)e³⁺會與SO₃^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使平衡右移，墨綠色沉淀溶解，最終生成淺綠色FeSO₄溶液．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)室用亞硫酸鈉粉末跟硫酸制取二氧化硫，一般用70%硫酸，濃度太大，氫離子濃度小，不易反應(yīng)，硫酸濃度太小，二氧化硫易溶于水，所以二氧化硫不易放出；
（2）①二氧化硫有毒，會污染空氣，所以要用堿石灰吸收，同時還可以防止空氣中的水份進(jìn)入裝置，對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾；
②比較品紅的水溶液和乙醇溶液可知，品紅褪色中因?yàn)橛兴�的存在，二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸為二元弱酸，據(jù)此分析；
（3）亞硫酸為二元弱酸，Na₂SO₃固體和NaHSO₃固體溶于水得到溶液，在水中亞硫根離子和亞硫酸氫根離子都水解會生成亞硫酸，據(jù)此分析；
（4）①SO₂與FeCl₃反應(yīng)生成硫酸根離子和亞鐵離子；用鋇離子檢驗(yàn)硫酸根離子，注意要排除其它離子的干擾；
②溶液由紅棕色為FeSO₃（墨綠色難溶物）與FeCl₃溶液形成的混合色，變?yōu)闇\綠色的應(yīng)為亞鐵離子，則說明鐵離子被亞硫酸根離子還原，據(jù)此分析．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)室用亞硫酸鈉粉末跟硫酸制取二氧化硫，一般用70%硫酸，濃度太大，氫離子濃度小，不易反應(yīng)，硫酸濃度太小，二氧化硫易溶于水，所以二氧化硫不易放出，故選  b，
故答案為：b；98%濃硫酸中c（H⁺）小不易反應(yīng)，10%硫酸溶液水含量高不易使SO₂放出；
（2）①二氧化硫有毒，會污染空氣，所以要用堿石灰吸收，同時還可以防止空氣中的水份進(jìn)入裝置，對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾，所以圖中足量堿石灰的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入ⅱ中干擾實(shí)驗(yàn)，吸收二氧化硫防污染，
故答案為：防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入ⅱ中干擾實(shí)驗(yàn)，吸收二氧化硫防污染；
②比較品紅的水溶液和乙醇溶液可知，品紅褪色中因?yàn)橛兴�的存在，二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸為二元弱酸，能發(fā)生二級電離，產(chǎn)生HSO₃^-、SO₃^2-，所以使品紅褪色的粒子可能是H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-，
故答案為：H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-；
（3）亞硫酸為二元弱酸，Na₂SO₃固體和NaHSO₃固體溶于水得到溶液，在水中亞硫根離子和亞硫酸氫根離子都水解會生成亞硫酸，所以使品紅褪色的微�？隙ㄊ荋SO₃^-或SO₃^2-這一說法不正確定，
故答案為：不正確； 因?yàn)镾O₃^2-離子和HSO₃^-離子都會水解生成H₂SO₃；
（4）①SO₂與FeCl₃反應(yīng)生成硫酸根離子和亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O→2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，用鋇離子檢驗(yàn)硫酸根離子，操作為取少量反應(yīng)混合液，加入鹽酸酸化后加氯化鋇，產(chǎn)生白色沉淀，混合液中即含有SO₄^2-，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O→2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；取少量反應(yīng)混合液，加入鹽酸酸化后加氯化鋇，產(chǎn)生白色沉淀，混合液中即含有SO₄^2-；
②溶液由紅棕色為FeSO₃（墨綠色難溶物）與FeCl₃溶液形成的混合色，變?yōu)闇\綠色的應(yīng)為亞鐵離子，則說明鐵離子被亞硫酸根離子還原，所以紅棕色變?yōu)闇\綠色的原因是混合液中存在平衡FeSO₃（s）?Fe²⁺（aq）+SO₃^2-（aq），F(xiàn)e³⁺會與SO₃^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使平衡右移，墨綠色沉淀溶解，最終生成淺綠色FeSO₄溶液，
故答案為：混合液中存在平衡FeSO₃（s）?Fe²⁺（aq）+SO₃^2-（aq），F(xiàn)e³⁺會與SO₃^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使平衡右移，墨綠色沉淀溶解，最終生成淺綠色FeSO₄溶液．

點(diǎn)評 本題考查了SO₂的性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和性質(zhì)分析判斷，掌握二氧化硫酸性氧化物性質(zhì)、漂白性、還原性等是解題關(guān)鍵，題目難度中等．