Question

某研究性學習小組按下圖所示裝置進行探究實驗。

請回答下列問題：
（1）裝置A中發生反應的化學方程式為                                        。
（2）實驗過程中，裝置B發生的現象是                                ，發生反應的離子方程式為                      。
（3）裝置C中發生的現象是                     ，這說明SO₂具有的性質是         。
（4）裝置D的目的是探究SO₂與品紅作用的穩定性，請寫出實驗操作及現象                  
                                                                      。
（5）試設計實驗驗證裝置B溶液是否含有SO₄^2－                              。
（6）試在框圖內畫出SO₂尾氣處理裝置圖。

Answer 1

（1） Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）＝Na₂SO₄+SO₂­↑+H₂O  （2分）
（2）溶液由紫紅色（1分）變為無色（1分）或紫紅色酸性高錳酸鉀褪色
5SO₂+2MnO₄^－+2H₂O＝5SO₄^2－+2Mn²⁺+4H⁺（2分）
（3）無色溶液出現黃色（1分）渾濁或沉淀 （1分）     氧化性（1分）
（4）品紅溶液褪色后，關閉分液漏斗活塞（1分）；點燃酒精燈加熱（1分），溶液恢復紅色（1分）
或：取少量褪色后品紅溶液于試管（1分），加熱（1分），溶液恢復紅色（1分）
（5）取少量待測液，滴加入適量氯化鋇溶液，若有白色沉淀產生，說明含有SO₄^2－（操作、現象、結論全對得1分）；若無白色沉淀產生，說明沒有SO₄^2－（現象、結論全對得1分）。（“先加入足量稀鹽酸酸化”，不扣分）
（6）（2分，其中裝置1分，標注試劑1分，裝置、試劑

解析試題分析：（1）濃硫酸是強酸，和亞硫酸鈉反應生成硫酸鈉、SO₂和水，因此裝置A是制備SO₂的，所以裝置A中發生反應的化學方程式為Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）＝Na₂SO₄+SO₂­↑+H₂O。
（2）SO₂具有還原性，酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性，和SO₂發生氧化還原反應，因此實驗過程中，裝置B發生的現象是溶液由紫紅色變為無色或紫紅色酸性高錳酸鉀褪色，發生反應的離子方程式為5SO₂+2MnO₄^－+2H₂O＝5SO₄^2－+2Mn²⁺+4H⁺。
（3）SO₂中S元素的化合價是＋4價，具有氧化性。Na₂S中S元素的化合價是－2價，具有還原性。因此SO₂通入到Na₂S溶液中發生氧化還原反應生成單質S沉淀，所以裝置C中發生的現象是無色溶液出現黃色渾濁或沉淀，反應的離子方程式為SO₂＋2S^2－＋2H₂O＝3S↓＋4OH^－。
（4）由于SO₂的漂白性不穩定，在加熱的條件下又恢復到原來的顏色，因此探究SO₂與品紅作用的穩定性的實驗操作及現象是品紅溶液褪色后，關閉分液漏斗活塞，點燃酒精燈加熱，溶液恢復紅色或取少量褪色后品紅溶液于試管，加熱，溶液恢復紅色。
（5）硫酸鋇是不溶于水也不溶于酸的白色沉淀，據此可以檢驗SO₄^2－。因此驗證裝置B溶液是否含有SO₄^2－的方法是取少量待測液，滴加入適量氯化鋇溶液，若有白色沉淀產生，說明含有SO₄^2－，若無白色沉淀產生，說明沒有SO₄^2－。
（6）SO₂是大氣污染物，需要尾氣處理。由于SO₂是酸性氧化物，可以用氫氧化鈉溶液吸收，因此正確的裝置圖為。
考點：考查SO₂制備、性質驗證、尾氣處理以及離子檢驗