Question

某研究性學習小組的同學決定通過實驗探究SO₂的漂白性是SO₂本身具有的還是SO₂與水作用的產物具有的，他們查閱資料知品紅能溶解在酒精中形成紅色溶液．
（1）甲同學設計了如圖所示的裝置，并認為由廣口瓶中溶液顏色的變化可以達到實驗目的，甲作出此判斷的依據是

 

．
（2）乙同學通過分析指出甲同學的裝置圖有兩處不合理，并進行了修改，修改的內容：

 

．
按修改后的裝置，實驗中控制SO₂以大約每分鐘200個氣泡的速率通過品紅的酒精溶液，20分鐘后溶液仍不褪色，由此知，品紅的褪色不是

 

直接導致的．隨后乙同學對SO₂使品紅溶液褪色的微粒提出了如下三種假設：
假設一：是HSO

- 3

；
假設二：是SO

2- 3

；
假設三：

 

．
（3）為驗證自己的假設，乙同學進行了如下實驗：取2mL相同濃度的品紅的酒精溶液置于兩支試管中，再向試管中分別加入少量Na₂SO₃、NaHSO₃固體，振蕩靜置后發(fā)現(xiàn)試管中的液體均褪色，對此他們得出使品紅褪色的粒子是HSO

- 3

、SO

2- 3

的結論，你認為此結論是否正確？

 

（填“是”或“否”），理由是

 

．
（4）為了進一步進行探究，丙同學又做了如下實驗：取相同濃度的品紅的酒精溶液各10mL分別置于兩個小燒杯中，向兩個燒杯中同時一次陛性地加久10mL 0.1mol/L Na₂SO₃、10mL 0.1mol/LNaHSO₃溶液，發(fā)現(xiàn)加入Na₂SO₃溶液的褪色較快．對此他可以得出的結論是

 

，理由是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據酒精品紅溶液中的成分判斷哪種物質和品紅反應；
（2）根據實驗目的及二氧化硫的性質分析，應制取干燥的二氧化硫氣體；二氧化硫有毒，應有尾氣處理裝置；
根據二氧化硫和水反應的方程式判斷溶液中存在的微粒，注意二氧化硫和水的反應是可逆反應；
（3）根據鹽類的性質分析，強堿弱酸鹽亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉都能發(fā)生水解生成亞硫酸，據此判斷正誤；
（4）亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉都是強堿弱酸鹽，都能發(fā)生水解，但亞硫酸鈉的水解程度大于亞硫酸氫鈉的水解程度．

解答：解：（1）酒精的品紅溶液中不含水，二氧化硫直接和品紅反應而使品紅褪色，所以其作用的是二氧化硫，
故答案為：酒精的品紅溶液中不含水，二氧化硫直接和品紅反應；
（2）該實驗是探究干燥的SO₂能不能使品紅褪色，所以二氧化硫通入品紅溶液前要進行干燥；二氧化硫有毒，所以多余氣體不能直接排空，故要有尾氣處理裝置，
二氧化硫和水反應生成亞硫酸，SO₂+H₂O?H₂SO₃，亞硫酸是二元弱酸，所以能發(fā)生兩步電離，第一步生成氫離子和亞硫酸氫根離子，亞硫酸氫根離子電離生成亞硫酸根離子和氫離子，H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-，HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，以上反應都是可逆反應，所以存在的含有硫元素的微粒有（除二氧化硫外）H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃ ^2-，
故答案為：①二氧化硫沒有干燥（或缺少二氧化硫的干燥裝置）；②沒有尾氣吸收裝置；H₂SO₃；
（3）亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉都是強堿弱酸鹽，都能發(fā)生水解，水解反應方程式為：亞硫酸鈉的水解：SO₃^2-+H₂O=HSO₃^-+OH^-、HSO₃^-+H₂O=H₂SO₃+OH^-；亞硫酸氫鈉的水解，HSO₃^-+H₂O=H₂SO₃+OH^-，通過水解方程式看出，無論亞硫酸鈉還是亞硫酸氫鈉都能水解生成亞硫酸，故該說法錯誤，
故答案為：否；因亞硫酸根離子和亞硫酸氫根離子都會水解生成亞硫酸；
（4）Na₂SO₃和NaHSO₃都能電離和水解，但水解是微弱的，電離程度大于水解程度；HSO₃^-能電離出SO₃^2-，但較弱，則Na₂SO₃溶液中的SO₃^2-比NaHSO₃溶液中的大，Na₂SO₃使酒精品紅溶液褪色快，說明起漂白作用的是SO₃^2-，
故答案為：使品紅褪色的微粒是SO₃^2-；SO₃^2-離子濃度大，褪色快，而SO₃^2-濃度小時，褪色慢．

點評：本題考查了探究二氧化硫漂白性的實驗，明確各物質的性質是解本題關鍵，注意采用對比方法進行分析，難度較大，根據物質的性質設計實驗是學習的難點，也是高考的熱點．