Question

10．二氧化硫為無色氣體，有強烈刺激性氣味，是大氣主要污染物之一．某化學興趣小組欲制備并探究SO₂的某些性質．

SO₂的制備：用亞硫酸鈉與較濃的硫酸反應制備SO₂的裝置圖如圖1（夾持儀器省略）：
（1）圖中的裝置錯誤的是集氣瓶C中導管長短反了；B中發生反應的化學方程式為Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；D的作用是吸收二氧化硫尾氣，防止污染空氣．
SO₂的性質：探究SO₂氣體性質的裝置如圖2所示：
（2）裝置Ⅰ中的現象是有淺黃色沉淀生成，說明SO₂具有氧化（填“氧化”或“還原”）性．
寫出裝置Ⅰ中通入足量SO₂的離子方程式2S^2-+5SO₂+2H₂O=3S↓+4HSO₃^-．
（3）在上述裝置中通入過量的SO₂，為了驗證Ⅱ中發生了氧化還原反應，取Ⅱ中溶液分成兩份，
并設計了如下實驗：
方案一：往第一份試液中加入少量酸性KMnO₄溶液，紫紅色褪去；
方案二：往第二份試液加入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅．
上述方案不合理的方案是方案一，原因是過量的二氧化硫能溶于水，也能使高錳酸鉀褪色，寫出解釋該原因的離子方程式5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺．
（4）SO₂可以用來制備硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉可用于照相業作定影劑，也可用于紙漿漂白作脫氯劑等．實驗室可通過Na₂S、Na₂CO₃和SO₂共同反應來制取Na₂S₂O₃．
寫出如圖3所示裝置中三頸瓶中由反應制取Na₂S₂O₃的化學方程式2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂ ．

Answer 1

分析 （1）根據圖1裝置可知，二氧化硫密度大于空氣，所以收集二氧化硫時應長時短出，B中發生反應為亞硫酸鈉和濃硫酸反應生成二氧化硫、硫酸鈉和水，二氧化硫會污染空氣，所以要進行尾氣吸收；
（2）二氧化硫通入硫化鈉溶液發生氧化還原反應生成淡黃色沉淀硫單質，說明二氧化硫具有氧化性，氧化硫離子生成硫單質，足量二氧化硫和硫化鈉溶液反應得到硫單質和亞硫酸氫鈉；
（3）過量的二氧化硫能溶于水，也能使高錳酸鉀褪色，據此判斷；
（4）實驗室可通過Na₂S、Na₂CO₃和SO₂共同反應生成二氧化碳和Na₂S₂O₃；

解答 解：（1）根據圖1裝置可知，二氧化硫密度大于空氣，所以收集二氧化硫時應長時短出，所以C處有錯，裝置B中發生的反應為亞硫酸鈉和濃硫酸反應生成二氧化硫、硫酸鈉和水，反應的化學方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；二氧化硫會污染空氣，所以D的作用是進行尾氣吸收，
故答案為：集氣瓶C中導管長短反了；Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；吸收尾氣中的SO₂，防止污染環境
（2）二氧化硫通入硫化鈉溶液發生氧化還原反應生成淡黃色沉淀硫單質，硫元素化合價+4價變化為0價，說明二氧化硫具有氧化性，氧化硫離子生成硫單質，足量二氧化硫和硫化鈉溶液反應得到硫單質和亞硫酸氫鈉，反應的離子方程式為：2S^2-+5SO₂+2H₂O=3S↓+4HSO₃^-，
故答案為：有淺黃色沉淀生成，氧化，2S^2-+5SO₂+2H₂O=3S↓+4HSO₃^-；
（3）過量的二氧化硫能溶于水，也能使高錳酸鉀褪色，所以方案一不合理，反應的離子方程式為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，
故答案為：方案一；過量的二氧化硫能溶于水，也能使高錳酸鉀褪色； 5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；
（4）實驗室可通過Na₂S、Na₂CO₃和SO₂共同反應生成二氧化碳和Na₂S₂O₃，反應的化學方程式為：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂ ，
故答案為：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂ ；

點評 本題考查了探究物質的組成、測量物質的含量的方法，題目難度中等，試題涉及了二氧化硫性質、中和滴定的計算，要求學生掌握探究物質組成、測量物質含量的方法，明確二氧化硫的化學性質及中和滴定的操作方法及計算方法，試題培養了學生靈活應用所學知識的能力．