Question

【題目】為探究H2O2、SO2、Br2的性質，某小組同學設計如下實驗(夾持及尾氣處理裝置已略去，氣密性已檢驗)。

實驗操作	實驗現象
i．打開彈簧夾，通入N2一段時間，關閉彈簧夾，打開A中分液漏斗活塞，滴加濃硫酸	A中有氣泡產生，B中紅棕色溴水褪色，C中有白色沉淀
ⅱ．取C中沉淀加入鹽酸	C中白色沉淀不溶解
ⅲ．打開B中分液漏斗活塞，逐滴滴加H2O2	開始時顏色無明顯變化；繼續滴加H2O2溶液，一段時間后，混合液逐漸變成紅棕色

(1)在滴入濃硫酸之前要通入N2一段時間的目的是__________________________。

(2)該實驗可以證明SO2具有_________性；H2O2的氧化性_________Br2(填“強于”“弱于”)。

(3)B中紅棕色褪去的原因_______________________________，B中重新變成紅棕色的原因____________________________________(均用離子方程式表示)。

(4)C中產生的白色沉淀是______。

(5)甲同學通過C中產生白色沉淀，得出結論：SO2能與BaCl2反應產生沉淀。乙同學認為不能得出此結論，并對實驗進行了改進：在B和C之間增加盛放_________的洗氣瓶。再次進行實驗時，則C中未產生沉淀。

(6)為進一步研究SO2的性質，分別用煮沸和未煮沸過的蒸餾水配制Ba(NO3)2和BaCl2溶液，進行如下實驗：

①實驗A中，沒有觀察到白色沉淀，但pH傳感器顯示溶液呈酸性，原因是__________________。(用化學方程式表示)

②實驗C中出現白色沉淀比實驗B快很多。由此得出的結論是__________________。若實驗B、C中通入足量的SO2后，溶液酸性：B_________C(填“強于”“弱于”“等于”)。

(7)Na2SO3固體因貯放不慎發生變質。現取樣品1.8克溶于水得溶液A，在A中加入足量BaCl2溶液,過濾得沉淀B，將沉淀B加入足量的稀硫酸后,沉淀不僅不消失，反而增加了0.16g(假如沉淀完全轉化)。樣品中Na2SO3的質量分數是___________________。

Answer 1

【答案】排凈裝置內空氣 還原性 強于 SO2+Br2+2H2O=SO42-+2Br-+4H+ 2Br-+H2O2+2H+=Br2+2H2O BaSO4 CCl4 SO2+H2OH2SO3 在水溶液中O2氧化SO2的速率比NO3﹣快 弱于 70%

【解析】

(1)裝置中含有空氣，空氣中的氧氣能和SO2在水溶液中發生氧化還原反應生成H2SO4，在滴加濃硫酸之前應增加一步操作，先排盡空氣，則滴入濃硫酸之前要通入N2一段時間的目的是排凈裝置內空氣；

(2)SO2使溴水褪色，體現了SO2具有還原性；實驗ⅲ中在含有Br-的水溶液中滴加H2O2溶液，一段時間后，混合液逐漸變成紅棕色，說明Br-被氧化為Br2，則由氧化劑的氧化性大于氧化產物可知，H2O2的氧化性大于Br2；

(3)B中紅棕色褪去是Br2被SO2還原為Br-，發生的離子反應方程式為SO2+Br2+2H2O=SO42-+2Br-+4H+；在含有Br-的水溶液中滴加H2O2溶液，一段時間后，混合液逐漸變成紅棕色，說明Br-被氧化為Br2，發生的離子反應方程式為2Br-+H2O2+2H+=Br2+2H2O；

(4)C中產生的白色沉淀不溶于稀鹽酸，則此沉淀應為BaSO4；

(5)由于溴單質有揮發性，溴單質在水溶液可以將SO2氧化成H2SO4，再與BaCl2溶液反應生成BaSO4沉淀，則應該在B和C之間增加洗氣瓶D來除去揮發的溴蒸氣，D中盛放的試劑是CCl4或苯或飽和NaHSO3溶液；

(6)①二氧化硫與水反應生成亞硫酸，亞硫酸溶液呈酸性，涉及反應為SO2+H2OH2SO3，生成的亞硫酸再發生電離：H2SO3H++HSO3-；

②實驗C中出現白色沉淀比實驗B快很多C中未煮沸，則有氧氣參與反應，速率較快，則說明在水溶液中O2氧化SO2的速率比NO3﹣快，C生成更多的硫酸，溶液的酸性強，即B中酸性弱于C中；

(7)部分氧化的Na2SO3固體溶于水得溶液A中加入足量BaCl2溶液，生成的沉淀B為BaSO4和BaSO3的混合物，再加入足量的稀硫酸后，沉淀不僅不消失，反而增加了0.16g，說明全部轉化為BaSO4沉淀；已知1molBaSO3完全轉化為1molBaSO4，質量增重233g-217g=16g，則沉淀增加0.16g，說明參加反應的BaSO3為=0.01mol，則樣品中Na2SO3的質量分數是×100%=70%。