Question

以下是有關SO₂、CL
₂的性質實驗．
（1）某小組設計如圖1所示的裝置圖（圖中夾持和加熱裝置略去），分別研究SO₂和CI₂的性質．

①若從左端分別通入SO₂和Cl₂，裝置A中觀察到的現象

 

（填“相同”或“不相同”）；若裝置D中裝的V₂O₅（催化劑），通入SO₂時，打開K通入適量O₂的化學反應方程式為

 

．
②SO₂通入B中，溶液顏色褪去，則該反應的離子方程式為

 

．
（2）某同學將足量的SO₂通入一支裝有氯化鋇溶液的試管，未見沉淀生成．若向該試管中加入足量

 

（填字母），能產生白色沉淀．
A．氨水    B．稀鹽酸  C．硝酸鉀溶液  D．硫化鈉溶液
（3）若由元素S和O組成價酸根離子X，X中S和O的質量比為2：3；當Cl₂與含X的溶液完全反應后，得澄清溶液，取少量該溶液加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，有白色沉淀產生．寫出Cl₂與含X的溶液反應的離子方程式：

 

．
（4）某科研單位利用電化學原理用SO₂來制備硫酸，裝置如圖2，含有某種催化劑，電極為多孔的材料，能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質溶液充分接觸，．通入SO₂的電極為

 

極，其電極反應式為

 

；電池的總反應式為

 

．

Answer 1

考點：氯、溴、碘的性質實驗,探究二氧化硫與水和品紅溶液的反應

專題：實驗設計題

分析：（1）①二氧化硫具有漂白性，氯氣與水反應生成HClO，HClO具有漂白性；SO₂在V₂O₅作催化劑，加熱可與O₂反應生成SO₃；
②SO₂與I₂能發生氧化還原反應；
（2）SO₂在堿性條件下或被氧化成硫酸根，都與氯化鋇能產生沉淀；
（3）x為SO₃^2-，遇Cl₂能被氧化成SO₄^2-，據此答題；
（4）SO₂來制備硫酸，SO₂被氧化，作還原劑，據此判斷電極和書寫電極反應．

解答： 解：（1）①二氧化硫具有漂白性，氯氣與水反應生成HClO，HClO具有漂白性，所以A中觀察到的現象相同；SO₂在V₂O₅作催化劑，加熱可與O₂反應生成SO₃，化學方程式為
2SO₂+O₂

催化劑

△

2SO₃，故答案為：相同；2SO₂+O₂

催化劑

△

2SO₃；
②SO₂與I₂能發生氧化還原反應，從而使碘水顏色褪去，離子方程式為SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺，故答案為：SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺；
（2）A．在試管里加入氨水后，二氧化硫與氨水反應生成亞硫酸銨，亞硫酸銨與氯化鋇可生成亞硫酸鋇白色沉淀，故A正確；
B．足量的SO₂通入裝有氯化鋇溶液的試管，再加稀鹽酸無沉淀產生，故B錯誤；
C．足量的SO₂通入裝有氯化鋇溶液的試管，溶液呈酸性，硝酸鉀中的硝酸根離子在酸性條件下，有強氧化性，可以將SO₂氧化成硫酸根，再與氯化鋇產生硫酸鋇白色沉淀，故C正確；
D．硫化鈉溶液與SO₂反應產生硫單質，有淡黃色沉淀，故D錯誤；
故選AC；
（3）x為SO₃^2-，遇Cl₂能被氧化成SO₄^2-，SO₄^2-遇鹽酸酸化的氯化鋇溶液，有白色沉淀產生，Cl₂氧化SO₃^2-的離子方程式為Cl₂+SO₃^2-+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺，故答案為：Cl₂+SO₃^2-+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺；
（4）SO₂來制備硫酸，SO₂被氧化，作還原劑，所以SO₂在負極反應，其電極反應式為SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺；SO₂制備硫酸，O₂作氧化劑，電池的總反應式為2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，故答案為：負；SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺；2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄．

點評：本題主要考查了二氧化硫的性質，涉及氧化還原反應、電化學知識，有一定的綜合性，中等難度，解題時注意基礎知識的運用和化學用語的規范表達．