Question

9．實驗小組為探究SO₂的漂白性和還原性，設(shè)計了以下實驗．完成下列填空：
（1）實驗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）進行實 驗，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入ⅱ中干擾實驗，吸收二氧化硫防污染．
②從實驗中可知使品紅的水溶液褪色的 微粒可能是H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-．
（3）實驗小組進一步實驗如下：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�？隙ㄊ荋SO₃^-或SO₃^2-．你認(rèn)為這一結(jié)論是否正確不正確，理由是因為SO₃^2-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溶液，產(chǎn)生白色沉淀，混合液中即含有SO₄^2-．
②實驗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）硫酸和亞硫酸鈉固體制取二氧化硫發(fā)生的是離子反應(yīng)，如果硫酸濃度過大，硫酸是以分子形式存在，電離出H⁺很少，不能反應(yīng)生成SO₂，如果硫酸濃度過低，二氧化硫易溶于水，不利于二氧化硫放出；
（2）①實驗?zāi)康氖球炞C干燥的二氧化硫能否漂白品紅，應(yīng)避免空氣中水蒸氣加入，SO₂對環(huán)境有污染，需要尾氣處理；
②SO₂不能使品紅的乙醇溶液褪色，而其水溶液可以，使品紅褪色的微粒含有S元素；
（3）亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉都能水解生成亞硫酸，且亞硫酸氫根離子能電離生成亞硫酸根離子，所以兩種溶液中都含有HSO₃^-、SO₃^2-、H₂SO₃；
（4）①鐵離子具有強氧化性，在溶液中可以將二氧化硫氧化為硫酸根；利用鹽酸酸化的氯化鋇溶液檢驗硫酸根離子；
②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，最終生成FeSO₄溶液．

解答 解：（1）．硫酸和亞硫酸鈉固體制取二氧化硫發(fā)生的是離子反應(yīng)，98%濃硫酸中硫酸是以分子形式存在，c（H⁺）小不易反應(yīng)，10%硫酸溶液水含量高，二氧化硫易溶于水，不易使SO₂放出，所以選取70%硫酸，
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實驗?zāi)康氖球炞C干燥的二氧化硫能否漂白品紅，應(yīng)避免空氣中水蒸氣加入，SO₂對環(huán)境有污染，需要吸收處理，故堿石灰的作用是防止空氣中的水蒸氣進入ⅱ中干擾實驗，吸收二氧化硫防污染，
故答案為：防止空氣中的水蒸氣進入ⅱ中干擾實驗，吸收二氧化硫防污染；
②SO₂不能使口紅褪色，而其水溶液可以，因此使品紅褪色的微粒可能是H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-，
故答案為：H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-；
（3）亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉都能水解生成亞硫酸，且亞硫酸氫根離子能電離生成亞硫酸根離子，所以兩種溶液中都含有HSO₃^-、SO₃^2-、H₂SO₃，所以不能確定使品紅褪色的微�？隙ㄊ荋SO₃^-或SO₃^2-，
故答案為：不正確，因為SO₃^2-離子和HSO₃^-離子都會水解生成H₂SO₃；
（4）①SO₂與FeCl₃反應(yīng)的離子方程式是：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，檢驗SO₄^2-的方法是：取少量反應(yīng)混合液，加入鹽酸酸化后加氯化鋇溶液，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溶液，產(chǎn)生白色沉淀，混合液中即含有SO₄^2-；
②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．

點評 本題考查性質(zhì)實驗方案的設(shè)計，側(cè)考查學(xué)生對原理的理解分析，熟練掌握元素化合物知識以及對化學(xué)反應(yīng)原理的理解應(yīng)用，難度中等．