Question

硫及其化合物有廣泛的應用，對SO₂性質的研究是高中化學教學的一項重要內容。

I．對比研究是一種重要的研究方法。若將硫的單質及部分化合物按如下表所示分成3 組，則第2組中物質M的化學式是                                         。

第1組	第2組	第3組
S (單質)	SO2、H2SO3、M、NaHSO3	SO3、H2SO4、Na2SO4、 NaHSO4

 

Ⅱ．某校化學學習小組用下圖所示的實驗裝置研究SO₂氣體還原Fe³⁺、Br₂的反應。

（1）下列實驗方案可以用于在實驗室制取所需SO₂的是                         。

A．Na₂SO₃溶液與HNO₃                     B．Na₂SO₃固體濃硫酸

C．固體硫在純氧中燃燒                     D．銅與熱的濃硫酸

（2）裝置C的作用是除去多余的SO₂，防止污染空氣。已知在用氫氧化鈉溶液吸收SO₂的 過程中，往往得到Na₂SO₃和NaHSO₃的混合溶液，常溫下，溶液pH隨n(SO₃^2—)：n(HSO₃^—)變化關系如下表

n(SO32—)：n(HSO3—)	91：9	1：1	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

 

當吸收液中n(SO₃^2—)：n(HSO₃^—) =10：1時，溶液中離子濃度關系正確的是                      。

A．c(Na⁺)+ c(H⁺)= 2c(SO₃^2—)+ c(HSO₃^—)+ c(OH^—)

B．c(Na⁺)＞c(HSO₃^—)＞c(SO₃^2—)＞c(OH^—)＞c(H⁺)

C．c(Na⁺)＞c(SO₃^2—)＞c(HSO₃^—)＞c(OH^—)＞c(H⁺)

（3）在上述裝置中通入過量的SO₂，為了驗證A中SO₂與Fe³⁺發生了氧化還原反應，他們取A中反應后的溶液分成三份，并設計了如下探究實驗，請你評價并參與他們的探究過程（限選試劑：KMnO₄溶液、KSCN溶液、BaCl₂溶液、稀硫酸、稀鹽酸、稀硝 酸、Ba(NO₃)₂溶液、新制的氯水）

序號	實驗方案	實驗現象	結論
方案①	往第一份試液中加入KMnO4溶液溶液	紫紅色褪去	SO2與Fe3+反應生成了Fe2+
方案②	往第二份試液中加入		SO2與Fe3+反應生成了Fe2+
方案③	往第二份試液中加入		SO2與Fe3+反應生成了SO42—

 

上述方案①得出的結論是否合理                     ，原因                                 。

如果他們設計的方案②與方案③均合理并且得到相應結論，請你將上面表格補充完整。

（4）裝置B中能表明Br^—的還原性弱于SO₂的現象是                            。

 

Answer 1

【答案】

（15分）

Ⅰ.Na₂SO₃ （2分）

Ⅱ. (1)BD（2分）     (2) AC   （2分）

(3)否  （1分） SO₂、Fe²⁺都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色（2分）

方案②：往第二份試液加入KSCN溶液，觀察現象，再加入新制的氯水，（1分）先不變紅，后溶液變紅。（1分）

方案③：往第三份試液加入稀鹽酸酸化，再加入BaCl₂溶液（1分） 產生白色沉淀。（1分）

(4)B 中橙色（或黃色）褪去（2分）

【解析】

試題分析：

Ⅰ.第2組中硫元素都為+4價。

Ⅱ.（1）A、HNO₃有揮發性，錯誤； B、可行；C、該方法不適合實驗室使用，錯誤；D、可行

（2）A、符合電荷守恒，正確；B、C比較，當比值為10:1是，溶液呈堿性，說明SO₃^2-濃度比 HSO₃^-大。

（3）SO₂如果和Fe³⁺發生氧化還原產物為SO₄^2-和Fe²⁺，因此需要檢驗這兩個離子。

方案①不合理，SO₂也能讓高錳酸鉀褪色。

（4）B 中橙色（或黃色）褪去，說明還原性小于SO₂

考點：本題考查了實驗的基本操作，溶液中三個守恒關系，實驗方案設計等知識點，要求學生對實驗的原理清楚。