Question

10．某化學實驗小組設計了如圖1裝置證明和比較SO₂和氯水的漂白性，其中A裝置分液漏斗中為70%的硫酸，燒瓶中為亞硫酸鈉固體，B、D中為品紅溶液，C中為NaOH溶液．
（1）實驗時用裝置A制備SO₂氣體，寫出反應的化學方程式Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O
（2）反應開始后，發(fā)現(xiàn)B、D兩個裝置中的品紅溶液都褪色，停止通氣后，取B、D溶液于試管中分別加熱，兩個試管中的現(xiàn)象分別為：B溶液恢復紅色   D溶液仍無色．解釋B中對應現(xiàn)象的原因二氧化硫與品紅生成不穩(wěn)定的無色物質，加熱時無色物質分解又生紅色的品紅．
（3）裝置C的作用是吸收多余的SO₂和Cl₂，防止污染環(huán)境
（4）該實驗小組的甲、乙兩位同學利用上述兩發(fā)生裝置按如圖裝置繼續(xù)進行實驗：
通氣一段時間后，甲同學實驗過程中品紅溶液幾乎不褪色，而乙同學的實驗現(xiàn)象是品紅溶液隨時間的推移變得越來越淺．試根據(jù)該實驗裝置和兩名同學的實驗結果回答問題．
①兩同學在氣體進入品紅溶液之前，先將氣體通過F裝置，F(xiàn)中可盛裝濃硫酸．其目的是使SO₂和Cl₂混合均勻并且通過觀察氣泡控制氣體的流速．
②試分析甲同學實驗過程中，品紅溶液不褪色的原因是：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-（用離子方程式說明）
③你認為乙同學是怎樣做到讓品紅溶液變得越來越淺的？控制兩種氣體通入的量，使其物質的量不相等（或使其比例不等于1：1）．

Answer 1

分析 要證明和比較SO₂和氯水的漂白性，需制取二氧化硫和氯氣，制二氧化硫用硫酸與亞硫酸鈉，不用加熱，制氯氣用二氧化錳和濃鹽酸并加熱，則A裝置制二氧化硫，E裝置制氯氣．
（1）實驗室用硫酸與亞硫酸鈉制備二氧化硫；
（2）根據(jù)二氧化硫的漂白性是可逆的，而氯水的漂白性是不可逆的進行解答；
（3）二氧化硫和氯氣都是有毒氣體需要進行尾氣處理，以免污染空氣；
（4）①F中可盛裝濃硫酸，其目的是使SO₂和Cl₂混合均勻并且通過觀察氣泡控制氣體的流速；
②氯氣和二氧化硫在水溶液中恰好發(fā)生氧化還原反應，轉化成沒有漂白性的鹽酸和硫酸，所以品紅溶液幾乎不褪色；
③當通入的二氧化硫或者氯氣一方有剩余時，又會使品紅溶液褪色．

解答 解：（1）硫酸與亞硫酸鈉反應生成硫酸鈉、二氧化硫和水，反應方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）SO₂使品紅褪色，生成不穩(wěn)定的無色物質，可以看作是一個化合反應，該生成的無色物質不很穩(wěn)定，受熱又能分解放出SO₂，而恢復原來的紅色，氯氣使品紅褪色是氧化性漂白，不可還原，無法恢復，
故答案為：溶液恢復紅色；溶液仍無色；二氧化硫與品紅生成不穩(wěn)定的無色物質，加熱時無色物質分解又生紅色的品紅；
（3）氯氣和二氧化硫都有毒，不能直接排放到空氣中，所以用氫氧化鈉吸收過量的二氧化硫和氯氣，防止污染空氣，
故答案為：吸收多余的SO₂和Cl₂，防止污染環(huán)境；
（4）①F中可盛裝濃硫酸，其目的是使SO₂和Cl₂混合均勻并且通過觀察氣泡控制氣體的流速；
故答案為：通過觀察氣泡控制氣體的流速；
②氯氣和二氧化硫在水溶液中恰好完全反應，反應的離子方程式為：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-，生成的硫酸和鹽酸不具有漂白性，所以品紅溶液不褪色，
故答案為：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-；
③當通入的二氧化硫或者氯氣中一種氣體過量，過量的氯氣或者二氧化硫氣體能夠使品紅褪色，
故答案為：控制兩種氣體通入的量，使其物質的量不相等（或使其比例不等于1：1）．

點評 本題主要考查了二氧化硫的制備以及其相關性質的綜合實驗，解題過程中，應圍繞課本基本知識，如“二氧化硫使品紅溶液褪色”、“二氧化硫與氯氣反應生成氯化氫和硫酸”等基礎知識，同時，對于實驗的設計，尤其是多因素影響的實驗，應考慮“控制變量法”．