Question

3．資料顯示“強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性溶液可使品紅溶液褪色”．某興趣小組探究S0₂使品紅溶液褪色的原因，實(shí)驗(yàn)如下．
1．探究體現(xiàn)漂白性的主要微粒
實(shí)驗(yàn)一：將SO₂分別通入0.1%品紅水溶液和0.1%品紅乙醇溶液中．觀察到前者褪色而后者不褪色．
實(shí)驗(yàn)二：

	試管中的溶液	現(xiàn)象
	a.0.1mol/LSO2溶液（pH=2）	溶液逐漸變淺，約90s后完全褪色
	b.0.1mol/LNaHSO3溶液（pH=5）	溶液立即變淺，約15s后完全褪色
	c.0.1mol/LNa2SO3溶液（pH=10）	溶液立即褪色
	d．pH=10NaOH溶液	紅色溶液不變色
	e．pH=2H2SO4溶液	紅色溶液不變色

（1）SO₂水溶液中含$\stackrel{+4}{S}$的微粒有SO₂、H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-．
（2）NaHS0₃溶液顯酸性的原因是HSO₃^-離子存在平衡有電離平衡：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，水解平衡：HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，溶液顯酸性說明亞硫酸氫根離子電離程度大于其水解程度（用化學(xué)平衡原理解釋）．
（3）實(shí)驗(yàn)d的目的是證明該實(shí)驗(yàn)條件下氫氧根離子對(duì)品紅溶液褪色不產(chǎn)生干擾．
（4）由實(shí)驗(yàn)一、二可知：該實(shí)驗(yàn)條件下，SO₂使品紅溶液褪色時(shí)起主要作用的微粒是SO₃^2-．
Ⅱ．探究褪色過程的可逆性
（5）甲同學(xué)：向a實(shí)驗(yàn)后的無色溶液中滴入NaOH溶液至pH=10時(shí)，溶液顏色不變．
乙同學(xué)：向a實(shí)驗(yàn)后的無色溶液中滴入Ba（OH）₂溶液至pH=10時(shí)，生成白色沉淀，溶液變紅．
實(shí)驗(yàn)方案合理的是乙（選填“甲”或“乙”）．結(jié)合離子方程式說明其原因是SO₃^2-能使品紅褪色，因?yàn)镾O₂+2OH^-+Ba²⁺=BaSO₃↓+H₂O，可以排除SO₃^2-的干擾．
（6）丙同學(xué)利用SO₂的還原性設(shè)計(jì)并完成了下列實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論：該褪色過程是可逆的．
步驟一：


步驟二：
2．驟一，i中反應(yīng)的化學(xué)方程式是SO₂+I₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄．
②將步驟二中的實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整（按步驟一的形式呈現(xiàn)）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）二氧化硫溶于水和水發(fā)生反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸存在兩步電離；
（2）NaHS0₃溶液中存在亞硫酸氫鈉電離和水解，溶液顯酸性說明亞硫酸氫根離子電離程度大于其水解程度；
（3）氫氧化鈉溶液中紅色不褪去說明氫氧根離子對(duì)品紅褪色不干擾；
（4）a.0.1mol/LSO₂溶液（pH=2），溶液逐漸變淺，約90s后完全褪色，
b.0.1mol/LNaHSO₃溶液（pH=5），溶液立即變淺，約15s后完全褪色，
c.0.1mol/LNa₂SO₃溶液（pH=10），溶液立即褪色，說明亞硫酸根離子影響大；
Ⅱ．探究褪色過程的可逆性
（5）甲同學(xué)：向a實(shí)驗(yàn)后的無色溶液中滴入NaOH溶液至pH=10時(shí)，溶液顏色不變，氫氧根離子不影響二氧化硫褪色，
乙同學(xué)：向a實(shí)驗(yàn)后的無色溶液中滴入Ba（OH）₂溶液至pH=10時(shí)，生成白色沉淀亞硫酸鋇，溶液變紅，說明品紅褪色可逆；
（6）依據(jù)步驟i設(shè)計(jì)步驟ii，先加入品紅溶液褪色，滴入碘酒用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液PH=2時(shí)，溶液恢復(fù)紅色；
步驟一，i中反應(yīng)是碘單質(zhì)和二氧化硫在水溶液中發(fā)生反應(yīng)生成碘化氫和硫酸．

解答 解：Ⅰ．（1）二氧化硫溶于水和水發(fā)生反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸存在兩步電離，SO₂+H₂O?H₂SO₃，H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-，HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，SO₂水溶液中含$\stackrel{+4}{S}$的微粒有：SO₂、H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-，
故答案為：SO₂、H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-，
（2）NaHS0₃溶液中，HSO₃^-離子存在平衡有電離平衡：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，水解平衡：HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，溶液顯酸性說明亞硫酸氫根離子電離程度大于其水解程度，
故答案為：HSO₃^-離子存在平衡有電離平衡：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，水解平衡：HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，溶液顯酸性說明亞硫酸氫根離子電離程度大于其水解程度；
（3）pH=10NaOH溶液中紅色溶液不變色，證明該實(shí)驗(yàn)條件下氫氧根離子對(duì)品紅溶液褪色不產(chǎn)生干擾，
故答案為；證明該實(shí)驗(yàn)條件下氫氧根離子對(duì)品紅溶液褪色不產(chǎn)生干擾；
（4）abc實(shí)驗(yàn)分析可知，a.0.1mol/LSO₂溶液（pH=2），溶液逐漸變淺，約90s后完全褪色，
b.0.1mol/LNaHSO₃溶液（pH=5），溶液立即變淺，約15s后完全褪色，
c.0.1mol/LNa₂SO₃溶液（pH=10），溶液立即褪色，
SO₂使品紅溶液褪色時(shí)起主要作用的微粒是SO₃^2-，
故答案為：SO₃^2-；
Ⅱ．探究褪色過程的可逆性
（5）甲同學(xué)：向a實(shí)驗(yàn)后的無色溶液中滴入NaOH溶液至pH=10時(shí)，溶液顏色不變，氫氧根離子不影響二氧化硫褪色，不能說明二氧化硫的漂白性具有可逆性，
乙同學(xué)：向a實(shí)驗(yàn)后的無色溶液中滴入Ba（OH）₂溶液至pH=10時(shí)，生成白色沉淀亞硫酸鋇，溶液變紅，說明品紅褪色可逆；
實(shí)驗(yàn)方案合理的是乙，其原因是SO₃^2-能使品紅褪色，因?yàn)镾O₂+2OH^-+Ba²⁺=BaSO₃↓+H₂O，可以排除SO₃^2-的干擾，
故答案為：乙；SO₃^2-能使品紅褪色，因?yàn)镾O₂+2OH^-+Ba²⁺=BaSO₃↓+H₂O，可以排除SO₃^2-的干擾；
（6）步驟一，i中反應(yīng)是碘單質(zhì)和二氧化硫在水溶液中發(fā)生反應(yīng)生成碘化氫和硫酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO₂+I₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄，
②依據(jù)步驟i設(shè)計(jì)步驟ii，先加入品紅溶液褪色，滴入碘酒用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液PH=2時(shí)，溶液恢復(fù)紅色，步驟為：
，
故答案為：SO₂+I₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄；．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．