Question

某同學(xué)用如圖一所示的裝置來(lái)探究CO₂、SO₂與澄清石灰水的反應(yīng)，結(jié)果通入CO₂時(shí)可以看到澄清石灰水先變渾濁后澄清的現(xiàn)象，但通入SO₂沒(méi)有看到澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象．經(jīng)過(guò)思考分析后，該同學(xué)改用圖二裝置，將氣體收集在注射器中，緩慢地將兩種氣體分別通入澄清石灰水中，都能看到澄清石灰水先變渾濁再澄清的現(xiàn)象，且通入SO₂產(chǎn)生的現(xiàn)象明顯比通入CO₂產(chǎn)生的現(xiàn)象快．
（1）若錐形瓶?jī)?nèi)裝的是亞硫酸鈉，寫(xiě)出錐形瓶?jī)?nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

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（2）對(duì)比分析兩組實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為用圖一裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，通入SO₂，澄清石灰水不能出現(xiàn)渾濁的原因可能是

 

．寫(xiě)出此時(shí)試管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（3）用圖二裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，以相同速率通入CO₂或SO₂，SO₂能使澄清石灰水先變渾濁后澄清的現(xiàn)象比CO₂快的原因是

 

．
（4）用圖一進(jìn)行SO₂與澄清石灰水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為防止SO₂污染空氣，應(yīng)用盛有過(guò)量濃燒堿溶液的容器吸收SO₂，寫(xiě)出容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

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Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）依據(jù)硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫和水，原子守恒配平寫(xiě)出；
（2）通入SO₂，澄清石灰水不能出現(xiàn)渾濁的原因可能是二氧化硫多反應(yīng)生成溶于水的亞硫酸氫鈣；
（3）SO₂在水中溶解度比CO₂大；亞硫酸酸性比碳酸強(qiáng)，在同溫度、同體積的溶液中，l mol亞硫酸電離產(chǎn)生的H⁺離子濃度大于l mol碳酸電離產(chǎn)生的H⁺離子濃度；相同條件下，1mol SO₂與足量石灰水反應(yīng)生成CaSO₃的速率大于1mol CO₂與足量石灰水反應(yīng)生成CaCO₃的速率．相同條件下，1molCaSO₃被1mol SO₂（形成的H⁺離子）溶解形成可溶性Ca（HSO₃）₂的速率大于1molCaCO₃被1molCO₂（形成的H⁺離子）溶解形成可溶性Ca（HCO₃）₂的速率；
（4）二氧化硫是酸性氧化物和堿反應(yīng)被吸收．

解答： 解（1）錐形瓶?jī)?nèi)裝的是亞硫酸鈉，和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H₂SO₄+Na₂SO₃=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：H₂SO₄+Na₂SO₃=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）二氧化硫與澄清的石灰水反應(yīng)，如果二氧化硫過(guò)量，會(huì)發(fā)生CaSO₃+H₂O+SO₂=Ca（HSO₃）₂，亞硫酸氫鈣易溶于水，所以，當(dāng)實(shí)驗(yàn)操作通入二氧化硫較快較多，澄清的石灰水相對(duì)比較少，兩者反應(yīng)時(shí)直接生成了易溶于水的酸式鹽，而看不到沉淀，此時(shí)反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+OH^-=HSO₃^-，
故答案為：澄清的石灰水比較少，通入二氧化硫較快較多，兩者反應(yīng)時(shí)直接生成了易溶于水的酸式鹽，而看不到沉淀；SO₂+OH^-=HSO₃^-；
（3）1體積水中溶解二氧化硫?yàn)?0體積，1體積水中溶解二氧化碳為2體積，所以，SO₂在水中溶解度比CO₂大，在溶液中，參加反應(yīng)的二氧化硫比二氧化碳多；二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸，二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，亞硫酸酸性比碳酸強(qiáng)，在同溫度、同體積的溶液中，l mol亞硫酸電離產(chǎn)生的H⁺離子濃度大于l mol碳酸電離產(chǎn)生的H⁺離子濃度，與堿反應(yīng)，前者電離出的氫離子多，反應(yīng)快；相同條件下，相同的物質(zhì)的量與堿反應(yīng)，反應(yīng)快，能說(shuō)明SO₂產(chǎn)生現(xiàn)象比CO₂快，所以，1mol SO₂與足量石灰水反應(yīng)生成CaSO₃的速率大于1mol CO₂與足量石灰水反應(yīng)生成CaCO₃的速率正確；相同條件下，相同的物質(zhì)的量的氣體與沉淀，溶解得快，說(shuō)明SO₂產(chǎn)生現(xiàn)象比CO₂快，所以，1molCaSO₃被1mol SO₂（形成的H⁺離子）溶解形成可溶性Ca（HSO₃）₂的速率大于1molCaCO₃被1molCO₂（形成的H⁺離子）溶解形成可溶性Ca（HCO₃）₂的速率，
故答案為：SO₂在水中溶解度比CO₂大，在溶液中，參加反應(yīng)的二氧化硫比二氧化碳多；二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸，二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，亞硫酸酸性比碳酸強(qiáng)，在同溫度、同體積的溶液中，l mol亞硫酸電離產(chǎn)生的H⁺離子濃度大于l mol碳酸電離產(chǎn)生的H⁺離子濃度，與堿反應(yīng)，前者電離出的氫離子多，反應(yīng)快；1mol SO₂與足量石灰水反應(yīng)生成CaSO₃的速率大于1mol CO₂與足量石灰水反應(yīng)生成CaCO₃的速率；1molCaSO₃被1mol SO₂（形成的H⁺離子）溶解形成可溶性Ca（HSO₃）₂的速率大于1molCaCO₃被1molCO₂（形成的H⁺離子）溶解形成可溶性Ca（HCO₃）₂的速率；
（4）為防止SO₂污染空氣，應(yīng)用盛有過(guò)量濃燒堿溶液的容器吸收SO₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，故答案為：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了二氧化硫的性質(zhì)，解答須掌握二氧化硫與氫氧化鈣的反應(yīng)的原理，題目難度中等．