Question

我們知道二氧化碳與水反應生成碳酸，那么二氧化硫與水是否也能反應生成一種酸呢？某實驗小組對此進行探究，設計的探究過程如下。請你回答其中的有關問題：
（1）做出假設：                                                           ；
（2）設計方案：先驗證水能否使藍色石蕊試紙變色，再驗證二氧化硫氣體能否使干燥的藍色石蕊試紙變色，最后驗證二氧化硫氣體能否使濕潤的藍色石蕊試紙變紅，實驗裝置和藥品如圖：

（3）查閱資料：你認為該實驗小組需要掌握的資料內容中應包括（填序號）        
①二氧化硫易溶于水 ②酸能使濕潤的藍色石蕊試紙變紅 ③SO₂不與濃硫酸反應 ④二氧化硫有毒，能與堿溶液反應生成鹽和水
（4）實驗：
①實驗過程中裝置C內石蕊試紙的顏色始終沒有變化，這說明                      。
②裝置D中膠頭滴管中的蒸餾水在二氧化硫氣體生成之前滴到藍色石蕊試紙上，未見試紙顏色發生變化，當有二氧化硫氣體通過時發現濕潤的藍色石蕊試紙變紅。此現象說明               ，此過程中反應的化學方程式為                                            。  
③裝置E的作用是                                                      。
（5）結論：原假設                  （填“成立”或“不成立”）

Answer 1

二氧化硫和水反應生成一種酸   ①②③④   二氧化硫單獨不能使藍色石蕊變紅   水單獨不能使藍色石蕊變紅，而水和二氧化硫反應生成一種酸使藍色石蕊變紅    SO₂ + H₂O ="=" H₂SO₃    吸收二氧化硫，防止污染空氣   成立（答案要與第一空對應）

試題分析：（1）根據二氧化硫與二氧化碳具有相似的組成，故可猜想二氧化硫也能象二氧化碳一樣，能與水反應生成酸（當然也可以做出相反的假設：二氧化硫不能與水發生反應生成酸）。
（3）根據題意，結合圖示可知，由于③SO₂不與濃硫酸反應，故氣體可用濃硫酸干燥（B）；由于①二氧化硫易溶于水，故在D裝置中，二氧化硫氣體會溶解在先前滴加的水中，并反應生成酸；由于②酸能使濕潤的藍色石蕊試紙變紅，故通過D中的石蕊變紅能證明反應中生成了酸；由于④二氧化硫有毒，能與堿溶液反應生成鹽和水，所以要進行尾氣處理（E），由此可知，①②③④的知識都需掌握。
（4）①裝置C內藍色石蕊試紙雖然與二氧化硫氣體（干燥的）接觸，但卻不變色，可以說明二氧化硫氣體不能使干燥的藍色試紙變色；
②未通入二氧化硫氣體前，向藍色試紙上滴水，試紙不變色，說明水不能使藍色石蕊試紙變色；當濕潤的藍色石蕊試紙遇到二氧化硫氣體時，試紙由藍色變成了紅色，說明試紙遇到了酸性物質；而根據C裝置中的現象可知，二氧化硫并不能使試紙變紅，因此，可推斷二氧化硫與水反應生成了酸，而使試紙變紅；結合二氧化碳能與水反應生成碳酸，可類比猜測二氧化硫與水反應生成亞硫酸；故反應的化學方程式為SO₂+H₂O═H₂SO₃；
③由于二氧化硫有毒，直接排放到空氣中，會對空氣造成污染，結合二氧化硫能與氫氧化鈉溶液反應的性質，可把多余的有毒氣體二氧化硫用氫氧化鈉溶液吸收，以防止氣體對空氣的污染。
（5）根據以上實驗探究可知，二氧化硫能與水反應生成亞硫酸，與所做的假設一致，因此，假設成立。
點評：對于驗證型實驗探究，要熟記物質的性質或變化規律，根據給出的實驗設計方案，進行實驗、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實驗現象，來驗證該物質的性質或變化規律等。