Question

【題目】某小組同學欲研究SO2的性質．
（1）將相關的含硫物質分為如下表所示3組，第2組中物質X的化學式是 ．

第1組	第2組	第3組
S（單質）	SO2、X、Na2SO3、NaHSO3	SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4

（2）利用如圖所示的裝置研究SO2的性質：
（熔點：SO2 76.1℃，SO3 16.8℃；沸點：SO2 10℃，SO3 45℃）
①裝置I模擬工業生產中SO2催化氧化的反應，其化學方程式是 ．
②甲同學按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的順序連接裝置，裝置II的作用是；裝置Ⅲ中溶液逐漸褪色，生成Mn2+ ， 則該反應的離子方程式是 ．
③乙同學按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的順序連接裝置，若裝置IV中有40mL 2.5molL﹣1NaOH溶液，反應后增重4.8g，則裝置Ⅳ中發生總反應的化學方程式是 ．

Answer 1

【答案】
（1）H2SO3
（2）2SO2+O2 2SO3；使SO3凝結成固體與SO2分離；5SO2+2H2O+2MnO4﹣=5SO42﹣+2Mn2++4H+；3SO2+4NaOH═Na2SO3+2NaHSO3+H2O
【解析】（1）將相關的含硫物質依據硫元素化合價分組，依據低三族分類順序，判斷X為+4價的酸為H2SO3 ；

所以答案是：H2SO3 ；（2）①工業生產中SO2催化氧化的反應是二氧化硫的催化氧化反應；化學方程式為：2SO2+O2 2SO3；

所以答案是；2SO2+O2 2SO3；

②裝置II的作用是冷卻裝置，三氧化硫的沸點較低，通過冰水混合物，使SO3凝結成固體與SO2分離，裝置III中高錳酸鉀溶液會和二氧化硫反應逐漸褪色，生成Mn2+，二氧化硫被氧化為硫酸；

反應的離子方程式為：5SO2+2H2O+2MnO4﹣=5SO42﹣+2Mn2++4H+；

所以答案是：使SO3凝結成固體與SO2分離，5SO2+2H2O+2MnO4﹣=5SO42﹣+2Mn2++4H+；

③若裝置IV中有40mL 2.5molL﹣1NaOH溶液，反應后增重4.8g，吸收的為二氧化硫氣體，依據二氧化硫物質的量和氫氧化鈉物質的量進行分析判斷生成產物，若n（SO2）：n（NaOH）=1：2反應按照反應：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O；若n（SO2）：n（NaOH）=1：1，反應按照反應SO2+NaOH=NaHSO3；裝置IV中有40mL 2.5molL﹣1NaOH溶液中n（NaOH）=0.1mol，n（SO2）= =0.075mol；n（SO2）：n（NaOH）=0.075：0.1=3：4，所以生成產物為亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉，反應的化學方程式依據直平法寫出：3SO2+4NaOH═Na2SO3+2NaHSO3+H2O；

所以答案是：3SO2+4NaOH═Na2SO3+2NaHSO3+H2O；