Question

某化學探究小組欲對SO₂的化學性質進行如下探究,請你幫助他完成實驗報告。

物質	類別	化學性 質預測	實驗驗證
			實驗操作	實驗現象	實質(用離子 方程式表示)
二氧 化硫	酸性 氧化物	與水 反應	將盛滿SO2氣體的試管倒立在水中,并測定試管中溶液的pH	①	SO2+H2O H2SO3
		與堿 反應	②	出現白 色沉淀	③

 
(2)該探究小組還根據SO₂中S元素的化合價,預測并通過實驗探究SO₂的其他性質。探究過程中選用的實驗藥品有:濃硫酸、亞硫酸鈉固體、Na₂S溶液、酸性高錳酸鉀溶液、品紅溶液等。探究過程的實驗裝置圖如圖所示,請回答下列問題。

①請你完成下列表格。

裝置	藥品	作用
A		驗證二氧化硫的還原性
B
C	品紅溶液

 
②A中發生反應的離子方程式為                            。
③實驗時C中的實驗現象是                               。
④D裝置的作用是       。E是尾氣處理裝置,有人認為E裝置中可以加入足量的Ba(NO₃)₂溶液,你認為是否合理,請結合離子方程式加以說明:                          。

Answer 1

(1)①試管中液面上升,溶液pH＜7
②將二氧化硫氣體通入足量澄清石灰水[或Ba(OH)₂溶液]中
③SO₂+Ca²⁺+2OH^-=CaSO₃↓+H₂O(或SO₂+Ba²⁺+2OH^-=BaSO₃↓+H₂O)
(2)①

裝置	藥品	作用
A	酸性高錳酸鉀溶液
B	Na2S溶液	驗證二氧化硫的氧化性
C		驗證二氧化硫的漂白性

 
②5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺
③品紅溶液褪色
④防倒吸 不合理,因為發生的反應為3Ba²⁺+2NO₃^-+3SO₂+2H₂O=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺,生成的NO仍然對環境有污染

(1)二氧化硫在水中的溶解度較大,將盛滿SO₂氣體的試管倒立在水中,由于二氧化硫的溶解造成試管內壓強減小,導致液面上升。同時,二氧化硫的水溶液即亞硫酸呈酸性,所以溶液的pH＜7。驗證二氧化硫與堿反應時,由于題目要求“出現白色沉淀”,因此不能用NaOH、KOH等堿溶液,必須用Ba(OH)₂或Ca(OH)₂等堿溶液。(2)根據所提供的藥品,驗證二氧化硫的還原性,可選擇具有強氧化性的酸性高錳酸鉀溶液。品紅溶液顯然是驗證二氧化硫的漂白性,現象是品紅溶液褪色。具有還原性的Na₂S判斷SO₂具有氧化性。二氧化硫的水溶液呈酸性,在酸性環境中2NO₃^-可將溶液中+4價的S氧化為SO₄^2-并生成BaSO₄沉淀,同時2NO₃^-被還原為NO,帶來新的污染。