Question

7．SO₂雖是大氣污染物之一，但也是重要的工業(yè)原料，某同學在實驗室設計如下實驗，對SO₂的部分性質(zhì)進行了探究．
（1）二氧化硫的水溶液
①SO₂易溶于水，常溫常壓下溶解度為1：40，其中有H₂SO₃生成．向SO₂的飽和溶液中加入NaHSO₃固體，有氣體冒出，原因是SO₂的水溶液中存在如下平衡SO₂+H₂O?H₂SO₃?H++HSO₃^-加入NaHSO₃固體增加了c（ HSO₃^-），平衡左移，降低了SO₂的溶解度．（結(jié)合有關(guān)平衡方程式簡要說明）
②欲驗證酸性：H₂SO₃＞HClO，選用圖1的裝置，其連接順序為：A→C→B→E→D→F （按氣流方向用大寫字母表示即可）．能證明H₂SO₃的酸性強于HClO的實驗現(xiàn)象為D中品紅不褪色，F(xiàn)中產(chǎn)生白色沉淀．

（2）二氧化硫的還原性
已知SO₂具有還原性，可以還原I₂，可以與Na₂O₂發(fā)生反應，按圖2示裝置進行實驗．（部分固定裝置未畫出）

操作步驟	實驗現(xiàn)象	解釋原因
關(guān)閉彈簧夾2，打開彈簧夾1，注入硫酸至浸沒三頸燒瓶中固體	若將帶火星的木條放在D試管口處，木條不復燃	SO2與Na2O2反應無O2生成，可能發(fā)生的化學反應方程式為①Na2O2+SO2=Na2SO4
	若將帶火星的木條放在D試管口處，木條復燃	SO2與Na2O2反應有O2生成，發(fā)生的化學反應為：2SO2+2Na2O2═2Na2SO3+O2
關(guān)閉彈簧夾1，打開彈簧夾2，殘余氣體進入E，F(xiàn)中．	E中②E 中溶液藍色褪去	E中反應的離子方程式③SO2+I2+2H2O=2I-+SO42-+4H+
	F中④F 中紅色變淺或褪色	F中反應為2OH-+SO2═SO32-+H2O

Answer 1

分析 （1）①SO₂易溶于水，二氧化硫溶于水與水反應生成亞硫酸，亞硫酸為二元弱酸，存在電離平衡，加入NaHSO₃固體，增加了c（ HSO₃^-），平衡移動；
②要證明H₂SO₃的酸性強于HClO，因為二氧化硫與次氯酸根離子發(fā)生氧化還原反應，不能直接通入漂白粉溶液中，應先用二氧化硫制備二氧化碳，再通入漂白粉中，證明酸性H₂SO₃＞H₂CO₃＞HClO，制備的二氧化碳中有二氧化硫，故通入漂白粉之前除去二氧化硫氣體，D中品紅不褪色，F(xiàn)中產(chǎn)生白色沉淀，能證明H₂SO₃的酸性強于HClO，據(jù)此分析．
（2）A中制備二氧化硫，Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑．二氧化硫為酸性氣體，X干燥二氧化硫，選用濃硫酸，C中檢驗SO₂與Na₂O₂反應是否有氧氣，將帶火星的木條放在D試管口處，看木條是否復燃，D中氫氧化鈉溶液吸收剩余的二氧化硫，防止污染空氣．E裝置檢驗I^-還原性弱于SO₂，SO₂+I₂+2H₂O=2I^-+SO₄^2-+4H⁺，F(xiàn)裝置驗證二氧化硫為酸性氣體，并吸收二氧化硫，防止污染空氣．
①過氧化鈉與低價態(tài)的非金屬氧化物發(fā)生化合反應，生成該非金屬的最高價態(tài)的含氧酸鹽，此時沒有氧氣產(chǎn)生；
②③根據(jù)氧化還原反應中，還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物判斷，淀粉與碘水作用顯示藍色，當二氧化硫還原碘單質(zhì)為碘離子時，藍色褪去；
④F裝置驗證二氧化硫為酸性氣體，并吸收二氧化硫，防止污染空氣，酚酞在堿性溶液中為紅色．

解答 解：（1）①SO₂易溶于水，常溫常壓下溶解度為1：40，二氧化硫溶于水與水反應生成亞硫酸，亞硫酸為二元弱酸，存在如下平衡SO₂+H₂O?H₂SO₃?H++HSO₃^-，NaHSO₃屬于鹽，在水中完全電離，加入NaHSO₃固體增加了c（ HSO₃^-），平衡左移，降低了SO₂的溶解度，
故答案為：SO₂的水溶液中存在如下平衡SO₂+H₂O?H₂SO₃?H++HSO₃^-加入NaHSO₃固體增加了c（ HSO₃^-），平衡左移，降低了SO₂的溶解度；
②要證明H₂SO₃的酸性強于HClO，因為二氧化硫與次氯酸根離子發(fā)生氧化還原反應，不能直接通入漂白粉溶液中，證明酸性H₂SO₃＞H₂CO₃＞HClO即可：應先用二氧化硫制備二氧化碳（A利用鹽酸和亞硫酸氫鈉反應制取二氧化硫，C通過飽和的亞硫酸氫鈉洗去二氧化硫中的氯化氫，通過B二氧化硫和水反應生成亞硫酸，亞硫酸和碳酸氫鈉反應制取二氧化碳），制備的二氧化碳中有二氧化硫，故通入漂白粉之前除去二氧化硫氣體（E用酸性高錳酸鉀除去二氧化硫），再用品紅檢驗二氧化硫是否除凈（D用品紅檢驗），再通入漂白粉中（F），故順序為：A→C→B→E→D→F；能證明H₂SO₃的酸性強于HClO的實驗現(xiàn)象為D中品紅不褪色，F(xiàn)中產(chǎn)生白色沉淀，
故答案為：C→B→E→D→F；D中品紅不褪色，F(xiàn)中產(chǎn)生白色沉淀；
（2）①過氧化鈉具有氧化性，二氧化硫既有氧化性又有還原性，且屬于酸性氣體，根據(jù)過氧化鈉和二氧化碳酸性氧化物之間的反應知道，過氧化鈉可以和二氧化硫之間反應生成亞硫酸鈉和氧氣，但是氧氣能將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，所以可能發(fā)生的化學反應方程式為：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄，
故答案為：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄；
②③E中的離子方程式為：SO₂+I₂+2H₂O=2I^-+SO₄^2-+4H⁺，該反應中二氧化硫為還原劑，碘離子為還原產(chǎn)物，氧化還原反應中，還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物，能說明I^-還原性弱于SO₂，現(xiàn)象為：E中溶液藍色褪去，
故答案為：E中溶液藍色褪去； SO₂+I₂+2H₂O=2I^-+SO₄^2-+4H⁺；
④酚酞在堿性溶液中為紅色，F(xiàn)中反應為2OH^-+SO₂═SO₃^2-+H₂O，堿性減弱，所以F中紅色變淺或褪色，
故答案為：F中紅色變淺或褪色．

點評 本題考查了二氧化硫性質(zhì)及檢驗，題目難度中等，注意掌握二氧化硫的化學性質(zhì)及檢驗方法，正確分析題干信息為解答本題的關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．