Question

【題目】直接排放含SO2的煙氣會(huì)形成酸雨，危害環(huán)境。某化學(xué)興趣小組進(jìn)行如下有關(guān)SO2性質(zhì)和含量測(cè)定的探究活動(dòng)。

（1）裝置A中儀器a的名稱為_(kāi)_________。若利用裝置A中產(chǎn)生的氣體證明+4價(jià)的硫元素具有氧化性，試用化學(xué)方程式表示該實(shí)驗(yàn)方案的反應(yīng)原理________________。

（2）選用圖4中的裝置和藥品探究亞硫酸與次氯酸的酸性強(qiáng)弱：

①甲同學(xué)認(rèn)為按A→C→F→尾氣處理順序連接裝置可以證明亞硫酸和次氯酸的酸性強(qiáng)弱，乙同學(xué)認(rèn)為該方案不合理，其理由是_________________。

②丙同學(xué)設(shè)計(jì)的合理實(shí)驗(yàn)方案為：按照A→C→_________→F→尾氣處理(填字母) 順序連接裝置。證明亞硫酸的酸性強(qiáng)于次氯酸的酸性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_____________________。

③其中裝置C的作用是__________。常溫下，測(cè)得裝置C中飽和NaHSO3溶液的pH≈5，則該溶液中所有離子的濃度由大到小的順序?yàn)開(kāi)_________________。(已知0.1mol/L的H2SO3溶液pH >1)

（3）為了測(cè)定裝置A殘液中SO2的含量，量取10.00 mL殘液于圓底燒瓶中，加熱使SO2 全部蒸出，用20.00 mL0.0500 mol/L的KMnO4溶液吸收。充分反應(yīng)后，再用0.2000mol/L的KI標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的KMnO4 ，消耗KI溶液15.00 mL。

已知：5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+

10I-+2MnO4-+16H+=2Mn2++5I2+8H2O

①殘液中SO2的含量為_(kāi)______g·L-1。

②若滴定過(guò)程中不慎將KI標(biāo)準(zhǔn)溶液滴出錐形瓶外少許，使測(cè)定結(jié)果_______（填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)。

Answer 1

【答案】 ⑴ 分液漏斗 SO2+2H2S=3S↓+2H2O (沉淀符號(hào)可標(biāo)也可不標(biāo)）

或 SO2+2Na2S+2H2O=3S↓+4NaOH (或其它合理答案）

⑵①二氧化硫通入次氯酸鈣溶液發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，不能證明強(qiáng)酸制備弱酸的原理

②B→E→D 裝置D中品紅溶液不褪色，F(xiàn)中出現(xiàn)白色沉淀 ③除去HC1氣體以免影響后面的實(shí)驗(yàn) c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)

⑶①6.4 ②偏低

【解析】 (1). 裝置A中儀器a的名稱為分液漏斗。若利用裝置A中產(chǎn)生的氣體SO2證明+4價(jià)的硫元素具有氧化性，可以將其通入盛有硫化氫氣體的集氣瓶中或盛有氫硫酸的試劑瓶中，分別生成淡黃色固體即可證明，化學(xué)方程式表示該實(shí)驗(yàn)方案的反應(yīng)原理為SO2+2H2S=3S↓+2H2O。

(2). 選用圖4中的裝置和藥品探究亞硫酸與次氯酸的酸性強(qiáng)弱：

①若按A→C→F→尾氣處理順序連接裝置不能證明亞硫酸和次氯酸的酸性強(qiáng)弱，理由是二氧化硫通入次氯酸鈣溶液發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，二氧化硫被氧化為硫酸根進(jìn)一步與鈣離子結(jié)合成微溶物硫酸鈣沉淀而不是發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成亞硫酸鈣沉淀和次氯酸，所以不能證明強(qiáng)酸制備弱酸的原理。

②欲證明亞硫酸的酸性強(qiáng)于次氯酸的酸性，根據(jù)給定裝置的特點(diǎn)，可以先用二氧化硫通入飽和亞硫酸氫鈉溶液中除去其中的氯化氫雜質(zhì)，然后通入碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，再用酸性高錳酸鉀溶液除去二氧化碳?xì)怏w中剩余的二氧化硫，經(jīng)品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫已除盡，最后通入漂白粉溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，證明碳酸的酸性比次氯酸強(qiáng)，從而間接地證明亞硫酸的酸性比次氯酸強(qiáng)。所以丙同學(xué)設(shè)計(jì)的合理實(shí)驗(yàn)方案為：按照A→C→B→E→D→F→尾氣處理順序連接裝置。證明亞硫酸的酸性強(qiáng)于次氯酸的酸性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是裝置D中品紅溶液不褪色，F(xiàn)中出現(xiàn)白色沉淀。

③NaHSO3是一種弱酸的酸式鹽，溶于水后電離出的亞硫酸氫根能發(fā)生電離：

HSO3- H++SO32-，還能發(fā)生水解：HSO3- +H2O H2SO3+OH-。HSO3-無(wú)論是電離還是水解其程度都是很小的。常溫下，測(cè)得裝置C中飽和NaHSO3溶液的pH≈5，說(shuō)明亞硫酸氫根的電離程度大于其水解程度，由于水也能電離出H+，則該溶液中所有離子的濃度由大到小的順序?yàn)閏(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)。

(3). 20.00 mL0.0500 mol/L的KMnO4溶液中

n(KMnO4)=20.0010-3L0.0500mol/L=1.00010-3mol

由10I- ～ 2 MnO4- 可求出與KI標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)的KMnO4的物質(zhì)的量為：

n1(KMnO4)= n(I-)= 15.0010-3L0.2000mol/L=6.00010-4mol

所以與SO2反應(yīng)的KMnO4的物質(zhì)的量為：n2(KMnO4)=n- n1=4.00010-4mol

由5SO2～2MnO4-可求出10.00mL殘液中：n(SO2)=n2(KMnO4)=1.00010-3mol

m(SO2)= 1.00010-3mol64g/mol=6.40010-2g

所以①殘液中SO2的含量為 =6.400g·L-1。

②若滴定過(guò)程中不慎將KI標(biāo)準(zhǔn)溶液滴出錐形瓶外少許，相當(dāng)于剩余的高錳酸鉀偏多，與二氧化硫反應(yīng)的高錳酸鉀偏少，使測(cè)定結(jié)果偏低。