Question

【題目】某化學興趣小組設計如下實驗方案。將濃硫酸與銅片反應制備SO2并進行相關實驗探究，實驗裝置如下圖所示：

請回答下列問題：

（1）裝置B的作用是 。

（2）設計裝置C的目的是驗證SO2的 性，裝置C中發生反應的離子方程式是 。裝置D中NaOH全部轉化為NaHSO3的標志是 。

（3）向NaHSO3溶液中加入NaClO溶液時，反應有三種可能的情況：

I．HSO3－與ClO－恰好反應

Ⅱ．NaClO不足

Ⅲ．NaClO過量

甲同學分別取上述混合溶液于試管中，通過下列實驗確定該反應屬于哪一種情況，請完成下表：（已知酸性：H2SO3>H2CO3>HClO）

（4）請設計簡單實驗證明：室溫下HSO3-的電離平衡常數Ka與水解平衡常數Kb的相對大小： 。

Answer 1

【答案】（14分）

（1）防倒吸（或安全瓶）（1分）

（2）還原（1分）；SO2 + Br2 + 2H2O === 4H+ + SO42- + 2Br－ （2分）

溶液由紅色變為無色 （2分）

（3）②溶液變為藍色 （2分） ③溴水褪色（2分）

④Ⅰ或 Ⅲ（2分，僅填其中1個得1分）

[提示：發生的反應為 HSO3－+ClO－=== H++SO42－+Cl－]

（4）常溫下，用pH試紙（或pH計）測定NaHSO3溶液的pH，若pH＜7，則Ka＞Kb ；若 pH＞7，則Ka＜Kb （2分）（其它合理答案也可給分）

【解析】

試題分析：由圖可知，A中發生Cu與濃硫酸的反應生成二氧化硫，B作安全瓶，可防止倒吸，C中發生SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，D中NaOH溶液吸收尾氣，

（1）裝置B的作用是防倒吸（或安全瓶），故答案為：防倒吸（或安全瓶）；

（2）C中發生的反應中S元素的化合價升高，則設計裝置C的目的是驗證SO2的還原性，裝置C中發生反應的離子方程式是SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-．裝置D中NaOH全部轉化為NaHSO3時堿性降低，裝置D中NaOH全部轉化為NaHSO3的標志是溶液由紅色變為無色，

故答案為：還原；SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-；溶液由紅色變為無色；

（3）②NaClO可氧化KI，則觀察到溶液變為藍色；

③溴水可氧化HSO3-，則觀察到溴水褪色，

④HSO3-與高錳酸鉀可發生氧化還原反應，由溶液為紫色可知，不存在HSO3-，則I或Ⅲ成立，

故答案為：

序號	實 驗操作	現 象	結 論
①	加幾小塊CaCO3固體	有氣泡產生	I或Ⅱ
②	滴加少量淀粉KI溶液，振蕩	溶液變為藍色	Ⅲ
③	滴加少量溴水，振蕩	溴水褪色	Ⅱ
④	滴加少量酸性KMn04溶液、振蕩	溶液為紫色	I或Ⅲ

（4）電離顯酸性，水解顯堿性，則測定pH即可，則設計實驗為常溫下，用pH試紙（或pH計）測定NaHS03溶液的pH，若pH＜7，則Ka＞Kb，若pH＞7，則Ka＜Kb，

故答案為：常溫下，用pH試紙（或pH計）測定NaHS03溶液的pH，若pH＜7，則Ka＞Kb，若pH＞7，則Ka＜Kb。