Question

【題目】SO2是高中化學重點學習大三大氣體之一，是常見的大氣污染物之一，同時有是重要的工業原料，探究其制備方法和性質具有非常重要的意義，請回答下列問題。

Ⅰ.某研究小組將純凈的SO2氣體通入0.5mol/L的Ba(NO3)2溶液中，得到了BaSO4沉淀。為探究上述溶液中何種微粒能氧化通入的SO2，該小組提出了如下假設：

假設一：溶液中的NO3-

假設二：溶液中溶解的O2

（1）驗證假設一

①請在下表空白處填寫相關實驗現象。

實驗步驟	實驗現象	結論
實驗1：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體	____	假設一成立
實驗2：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBa（NO3）2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體	____

②設計實驗1的目的是_________。

（2）為深入研究該反應，該小組還測得上述兩個實驗中溶液的pH隨通入SO2體積的變化曲線如圖甲所示。實驗2中溶液pH小于實驗1的原因是（用離子方程式表示）_________。

Ⅱ.我國規定空氣中SO2含量不得超過0.02mg/L。某化學興趣小組選用圖乙實驗裝置，測定工業原料氣(含SO2、N2、O2)中SO2的含量(已知碘能氧化H2SO3，生成H2SO4)。

（1）若原料氣從左向右流時，上述裝置連接的順序是:原料氣→______ (用字母和箭頭表示)。當裝置②中出現_______現象時，立即停止通氣。

（2）你認為下列試劑中，可以用來代替試管中的酸性KMnO4溶液的是________。（填字母代號）

A.NaOH溶液 B.溴水 C.氨水 D.BaCl2溶液

Ⅲ.中華人民共和國國家標準規定葡萄酒中SO2最大使用量為0.25g/L。某興趣小組用圖丙裝置（夾持裝置略）收集某葡萄酒中SO2，并對其含量進行定性測定。

（1）B中加入250.00mL葡萄酒和適量鹽酸，加熱使SO2全部逸出并與C中H2O2完全反應，除去C中過量的H2O2，然后用0.0900mol/L NaOH標準溶液進行滴定，滴定終點時，消耗NaOH溶液25.00mL，該葡萄酒中SO2含量為_______g/L。

（2）該測定結果比實際值偏高，分析原因并利用現有裝置提出改進措施____。

Answer 1

【答案】 無明顯現象 有白色沉淀產生 做對比實驗 3SO3+2NO3-+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓ +4H++2NO↑（或3H2SO4+2NO3-+3Ba2+=2NO↑+3BaSO4↓+4H++H2O） c→d→b→a→e 溶液紫（或紫紅）色褪去 B 0.288 鹽酸的揮發性；不揮發的強酸如硫酸代替鹽酸，或用蒸餾水代替葡萄酒進行對比實驗，排除鹽酸揮發的影響

【解析】Ⅰ.（1）根據強酸制弱酸的原理，亞硫酸是弱酸不能制備鹽酸，故實驗1無明顯現象，SO2溶于水后生成H2SO3，亞硫酸顯酸性，電離出Ｈ＋，和NO3-結合生成硝酸，具有強氧化性，將SO32-氧化成SO42-，故生成白色的BaSO4沉淀；（2）實驗1：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體，實驗2：在盛有富含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體，對比實驗觀察反應現象確定硝酸根在酸溶液中具有氧化性，故為做對比實驗；（2）實驗1中，SO2溶于水后生成H2SO3，H2SO3Ｈ＋+ HSO3-、HSO3-Ｈ＋+ SO32-，所以溶液pH值減小，實驗2發生反應：3SO2+2NO3-+2H2O=3SO42-↓+4H++2NO，把門反應中生成了強酸硫酸，則實驗2的pH小于實驗1，答案為：3SO3+2NO3-+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+4H++2NO↑或3H2SO4+2NO3-+3Ba2+=2NO↑+3BaSO4↓+4H++H2O；

Ⅱ. （1）原料氣通過高錳酸鉀溶液，能氧化亞硫酸，生成硫酸，吸收二氧化硫氣體，通過裝置①③排水量氣測定儀器和氮氣的體積；裝置②是吸收二氧化硫氣體，高錳酸鉀溶液為紫色，全部反應紫色褪去，應停止通氣，連接裝置接口順序為：c→d→b→a→e，裝置②是吸收二氧化硫氣體，高錳酸鉀溶液為紫色，全部反應紫色褪去，應停止通氣，否則二氧化硫吸收不完全，造成誤差；（2）二氧化硫具有還原性，可以利用高錳酸鉀溶液吸收，且現象明顯，A、氫氧化鈉雖然能吸收二氧化硫氣體但無明顯現象，選項A不選；B、溴水可以吸收二氧化硫，溶液棕紅色褪去，現象明顯，選項B選；C、氨水可以吸收二氧化硫，但現象不明顯，選項C不選；D、BaCl2溶液不能吸收二氧化硫，選項D不選。答案選B；

Ⅲ. （1）根據2NaOHH2SO4SO2可知SO2的質量為： ×(0.0900mol/L×0.025L)×64g/mol=0.072g該葡萄酒中的二氧化硫含量為=0.288g/L；（2）由于鹽酸是揮發性酸，揮發的酸消耗氫氧化鈉，使得消耗的氫氧化鈉溶液體積增大，測定結果偏高；因此改進的措施為：用不揮發的強酸如硫酸代替鹽酸，或用蒸餾水代替葡萄酒進行對比實驗，排除鹽酸揮發的影響。